Resveratrooli ultraheli kaasamiskompleks
- Resveratrool on polüfenool, millelt oodatakse paljusid tervisega seotud kasulikke mõjusid, nt eluea pikendamist ning südamehaiguste, diabeedi, vähi, Alzheimeri tõve ja muude krooniliste haiguste ravi.
- Resveratroolil on aga madal biosaadavus ning see eritub vereplasmast kiiresti.
- Dr. Kushwinder Kauri uurimisrühm on välja töötanud kiire ja väga tõhusa meetodi resveratrooli kompleksi valmistamiseks ultraheli abil, et saavutada parem biosaadavus.
Resveratrool
Resveratrool on väga toimekas polüfenool, mida saab ekstraheerida taimedest, nt viinamarjadest, marjadest või pähklitest. Kuigi resveratrooli peetakse võimsaks antioksüdandiks, mis aitab haigusi ennetada või ravida, on sellel fütotoitainel vaid madal biosaadavus. Seetõttu otsivad farmaatsia- ja nutraseutikumitootjad spetsiaalseid koostisi, et parandada manustatud resveratrooli kohaletoimetamist inimrakkudesse. Dr. Kushwinder Kaur ja tema uurimisrühm Panjabi Ülikoolist Chandigarhis on välja töötanud kiire ja lihtsa resveratrooli üheastmelise kompleksimise. Resveratrooli ja tsüklodekstriini segu ultraheli töötlusega (sonikeerimisega) suletakse resveratrool tsüklodekstriini (st hp-β-CD) sisse. Tsüklodekstriin toimib peremeesühendina ja tõhusa ravimikandjana, mis vabastab resveratrooli süsteemsesse vereringesse.
Protokoll: ultraheli töötlus (sonikeerimine) kaasamiskompleksi valmistamiseks
Resveratrooli kaasamiskompleksi ultraheliks koostamiseks segati 4,38 x 10-3 mol 2-hüdroksüpropüül-β-tsüklodekstriini (hp-β-CD) ja 4,38 x 10-3 mol resveratrooli (Res) klaasanumas minimaalses koguses lahustisegu (etanool : vesi = 1 : 9). Segu töödeldi ultrahelil 15 min jooksul võimsusel 180W, kasutades Hielscheri UP200St ultraheliseadet. Lõpptoode saadi külmkuivatamisega. Valmistatud kaasamiskomplekse iseloomustati FTIR-i, UV-nähtava ala neeldumisspektroskoopia, NMR-i, TGA, DSC, XRD ja CHNS-analüüsi abil. Analüüsiandmed näitasid, et resveratrooli molekulid olid hp-β-CD õõnsustesse korrapäraselt sisse mähitud.
Ultraheli homogenisaator UP200St
Ultraheli töötluse eelised alternatiivsete meetodite ees
Ultrahelil valmistamise tõhususe võrdlemiseks tavapäraste tehnikatega kasutati kaasamiskompleksi (IC) valmistamiseks kahte alternatiivset meetodit – nimelt suspensioonimeetodit ja mikrolainemeetodit. Allpool on lühike kirjeldus mõlemast valmistustehnikast:
Kõige traditsioonilisemal viisil valmistati IC standardse segamismenetlusega (kirjanduses esitanud Bertacche V. et al. 2006).
Teine alternatiivne meetod hõlmas 4,38 x 10-3 mol hp-β-CD ja 4,38 x 10-3 mol Res segamist klaasanumas minimaalses koguses lahustisegu (etanool : vesi = 1 : 9). Segu kiiritati toote saamiseks mikrolainetega 100 s jooksul võimsusel 800 W. Vesi aurustati vaakumis. Andmed, mis saadi pärast 25 ja 50 s kestnud kiiritamist võimsusel 200, 400 ja 600 W, näitasid mittetäielikku kompleksimist.
Ultraheli töötlus on lihtne ja kiire lähenemisviis, mis annab kohese tulemuse, mis on sarnane traditsiooniliste segamismeetoditega, kuid väldib ka mürgiste lahustite kasutamist.
Isomerisatsiooni kiirus trans-vormist cis-vormi etanoollahuses vähenes kaasamisega. Lahustumisuuringud näitasid, et resveratrooli lahustumiskiirus paranes kaasamiskomplekside moodustumise tõttu.
Täisartikli leiate, klõpsates siin. Kui soovite autoritega ühendust võtta, saatke palun dr. Khushwinder Kaurile (Panjabi Ülikool, Chandigarh) e-kiri: [email protected]
Hielscheri suure jõudlusega ultraheli homogenisaatorid
Hielscher Ultrasonics on spetsialiseerunud suure jõudlusega ultraheliseadmete arendamisele ja tootmisele laboratoorseks ja tööstuslikuks kasutuseks. Tööstusstandardi alusel ehitatud kõiki Hielscher sonikaatoreid saab töökindlalt kasutada 24/7 suure koormuse all ja nõudlikes keskkondades.
Allolev tabel annab ülevaate, milline ultraheliseade võiks teie protsessinõuetele kõige paremini sobida.
| Partii maht | Vooluhulk | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 10 kuni 2000mL | 20 kuni 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 kuni 20L | 0,2 kuni 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 kuni 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurem | seadmete klaster: UIP16000 |
Suure võimsusega ultraheli homogenisaatorid laborist tööstusliku mastaabini.
Dr. Kushwinder Kauri kohta
Dr. Khushwinder Kaur on Panjabi Ülikooli (Chandigarh) keemiaosakonna assistent-professor. 2010. aastal kaitses ta doktoritöö, milles uuris lisandite mõju pöördmitsellide mikrostruktuurile ja omadustele. Alates 2012. aastast on tema uurimisrühma peamine eesmärk luua kolloidne alus nutraseutikumide ja bioaktiivsete ühendite füüsikalis-keemiliste ja füsioloogiliste omaduste mõistmiseks, keskendudes eriti omapäraste, vaevatute, tõhusate ja uuenduslike valmistamismeetodite optimeerimisele. Dr. Kauri rühm on spetsialiseerunud pehmete struktuuride, nagu nanoemulsioonid, biolagunevad nanoosakesed ja tsüklodekstriinipõhised supramolekulaarsed struktuurid (inklusioonikompleksid) valmistamisele, et tõhusalt viia kohale looduslike komponentidega bioaktiivseid ühendeid. Praegu uurib rühm benzüülisotiotsüanaadi potentsiaali erinevate nanostruktuuride toel.
Oma uurimistööd puudutavate küsimuste korral võite dr. Khushwinder Kauriga otse ühendust võtta e-posti teel: [email protected]
Kirjandus ja viited
- Khushwinder Kaur, Shivani Uppal, Ravneet Kaur, Jyoti Agarwal and Surinder Kumar Mehta (2015): Energiasäästlik, lihtne ja kulutõhus metoodika resveratrooli ja hp-β-CD inklusioonikompleksi moodustamiseks. New J. Chem., 2015, 39, 8855.
- Vittorio Bertacche, Natascia Lorenzi, Donatella Nava, Elena Pini, Chiara Sinico (2006): Resveratrooli peremees–külaline vastasmõju uuring looduslike ja modifitseeritud tsüklodekstriinidega. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 55, 2006. 279.
- James M. Smoliga, Joseph A. Baur, Heather A. Hausenblas (2011): Resveratrool ja tervis – põhjalik ülevaade inimeste kliinilistest uuringutest. Mol. Nutr. Food Res. 2011, 55, 1129–1141.
Teadmist väärt fakte
Resveratrool
Resveratrool on stilbenoid, teatud tüüpi looduslik plasma polüfenool, fütoöstrogeen ning fütoaleksiin, mida mitmed taimed toodavad vastusena vigastusele või siis, kui taime ründavad patogeenid, nagu bakterid või seened. Seetõttu võib resveratrooli klassifitseerida ka adaptogeenina.
Keemiliselt kirjeldatakse resveratrooli kui trans-3,4′,5-trihüdroksüstilbeeni (valem: C14H12O3). See on polüfenoolne, mitteflavonoidne antioksüdant, mida leidub viinamarjades, pähklites ja marjades ning millel on tugevad antioksüdantsed ja vananemisvastased omadused. Seetõttu on resveratrool väärtuslik koostisosa ravimites, toidulisandites / nutraseutikumides ja kosmeetikatoodetes. Teised toiduga manustatavad polüfenoolid, millel on olulised terviseeelised, on katehhiin, kversetiin, silibiniin ja kurkumiin.
Resveratrooli lahustuvus vees: 0,03 kg/m3
Resveratrool esineb trans- ja cis-isomeerse vormina, millest trans-vorm on valguse ja temperatuuri tõusu mõjul stabiilsem.
Inklusioonikompleks
Inklusiooniühend on kompleks, milles üks keemiline ühend – nn „peremees“ – sisaldab õõnsust, millesse on kaasatud teine ühend – nn „külaline“.
Tsüklodekstriinid on kõige sagedamini kasutatavad peremeesühendid, kuna need võivad moodustada inklusioonikomplekse paljude erinevate tahkete, vedelate ja gaasiliste ühenditega. Külalisühendid ulatuvad polaarsetest reagentidest, nagu happed, amiinid ja väikesed ioonid (nt ClO4– , SCN–, halogeeniooni) kuni väga apolaarsete alifaatsete ja aromaatsete süsivesinike ning väärisgaasideni. Kaasamiskomplekse saab sünteesida nii lahuses kui ka kristalses olekus. Lahustina kasutatakse enamasti vett, kuigi alternatiivsete lahustitena võib kasutada dimetüülsulfoksiidi ja dimetüülformamiidi.
Lisaks farmatseutiliste / nutraseutiliste ühendite kaasamisele kasutatakse tsüklodekstriini ka lõhnamolekulide peremeesühendina, et saavutada suurem stabiilsus ja aeglase vabanemise toime.
Teised kaasamis-“peremees”molekulid on kaliksareenid ja nendega seotud formaldehüüd-areeni kondensaadid.
Kaasamisühendite sünteesimise uurimisvaldkonda tuntakse peremees-külaline keemiana.
Tsüklodekstriin
Tsüklodekstriinid on suhkrumolekulidest koosnevate keemiliste ühendite tüüp, mida iseloomustab nende rõngakuju. Tärklis on tooraine, millest tsüklodekstriinid sünteesitakse ensümaatilise konversiooni teel. Kuna tsüklodekstriinidel on hüdrofoobne ja hüdrofiilne külg (hüdrofoobne sisemus ja hüdrofiilne väliskülg), võivad nad moodustada komplekse hüdrofoobsete ühenditega. Hüdrofoobse molekuli (“külalis”molekuli) sulgemisega võivad tsüklodekstriinid parandada selliste ühendite lahustuvust ja biosaadavust. Lisaks kasutatakse neid ravimite läbitavuse parandamiseks limaskestade kudedes. See pakub suurt huvi nii farmaatsia- kui ka toidulisandite valdkonnas hüdrofoobsete ühendite kohaletoimetamiseks. Alfa-, beeta- ja gamma-tsüklodekstriini vormid on kõik FDA poolt heaks kiidetud ja tunnustatud ohutute ravimikandjatena.
Lüofiliseerimine
Lüofiliseerimine, tuntud ka kui külmkuivatamine või krüodessikatsioon, on madalatemperatuuriline dehüdratsiooniprotsess, mis hõlmab toote külmutamist ja seejärel rõhu langetamist, et eemaldada jää järgnevalt sublimatsiooni teel. Sublimatsioon on defineeritud kui protsess, mille käigus tahke aine (nt jää) muutub otse auru-/gaasiolekusse, minemata esmalt läbi vedelfaasi (nt vesi).
Külmkuivatamine on jää või muude külmunud lahustite eemaldamine materjalist sublimatsiooniprotsessi kaudu ning seotud veemolekulide eemaldamine desorptsiooniprotsessi kaudu.
Kontrollitud lüofiliseerimise ajal, kui toote temperatuuri hoitakse piisavalt madalana, väldetakse kuivatatud toote omaduste muutusi. See on oluline kvaliteetse ekstrakti saamiseks. Külmkuivatamine on väljakujunenud meetod kuumustundlike materjalide, näiteks valkude, mikroobide, farmaatsiatoodete, kudede ja plasma eraldamiseks.
Nutraseutikumid
Nutraseutikumid pälvivad üha enam tähelepanu, kuna need pakuvad ohutuid tervist toetavaid omadusi. Need on määratletud kui molekulid, millel on mitmesugused füsioloogilised kasulikud toimed ning kaitsevõime haiguste vastu (näiteks südame-veresoonkonnahaigused (CVD), rasvumine, diabeet, vähk, kroonilised põletikulised häired ja degeneratiivsed haigused), ning kvaliteetsete toidulisandite turg kasvab kiiresti.
Kirjanduses kirjeldatud nutraseutikumide koostamise strateegiad hõlmavad: liposomaalseid kandersüsteeme (nt liposoomid, transferosoomid jne), mikro- ja nanosvamme, nanokristalle, tsüklodekstriinkomplekse, biolagunevaid hüdrogeele, nanoemulsioone / miniemulsioone, nanostruktureeritud lipiidikandjaid, mitselle, nanoosakesi, nanokapsleid ja nanoinkapsuleerimist, isemulgeeruvaid ravimite kohaletoimetamise süsteeme (SEDDS) ning mikroosakestega süsteeme (nt mikroosakesed, mikrosfäärid, mikrokapslid).