تولید ویتامین C لیپوزومی با فراصوت
فرمولاسیون‌های ویتامین لیپوزومی به فراهمی زیستی و نرخ جذب بالاتر شناخته می‌شوند. ویتامین C، که یک آنتی‌اکسیدان است، مکملی رایج در فرآورده‌های تغذیه‌ای و دارویی برای حمایت از دستگاه ایمنی بدن انسان است. فراصوت‌دهی روشی مطمئن و ایمن برای تولید لیپوزوم‌ها و نانولیپوزوم‌های باکیفیت است. فرایند کپسوله‌سازی فراصوتی، لیپوزوم‌هایی با بار بالایی از مواد فعال، مانند ویتامین C، تولید می‌کند.
ویتامین C لیپوزومی تولیدشده با فراصوت‌دهی
مزیت ویتامین‌های لیپوزومی این است که به‌جای شکل متداول قرص یا پودر، به‌صورت فرمولاسیون مایع با فراهمی زیستی بیشتر مصرف می‌شوند. به این معنا که ویتامین‌ها در هستهٔ سلول‌های کروی فسفولیپیدی، موسوم به لیپوزوم، کپسوله می‌شوند. ازآنجاکه ترکیب فسفولیپیدی لیپوزوم‌ها مشابه غشاهای لیپیدی سلول‌های انسان است، جذب آن‌ها در سلول‌های بدن به‌طور چشمگیری بهتر است. به همین دلیل، لیپوزوم‌ها در فرمولاسیون‌های دارویی و داروها، مکمل‌ها و فرآورده‌های تغذیه‌ای سلامت‌بخش، فرآورده‌های آرایشی‌درمانی و محصولات آرایشی کاربرد دارند. فراصوت‌دهی روشی بسیار مؤثر برای کپسوله‌سازی مولکول‌هایی مانند عوامل درمانی در لیپوزوم‌هاست. تولید فراصوتی لیپوزوم با بازده بالای به‌دام‌اندازی مشخص می‌شود؛ یعنی درصد بالایی از مواد مؤثره، مانند ویتامین C، در لیپوزوم‌ها کپسوله می‌شوند. هم‌زمان، فراصوت‌دهی اندازهٔ کوچک و یکنواخت لیپوزوم‌ها را تضمین می‌کند تا به‌آسانی جذب سلول‌های انسان شوند. بنابراین، لیپوزوم‌های ویتامین C کپسوله‌شده با فراصوت، فراهمی زیستی و اثربخشی بسیار بالایی دارند. در مجموع، تشکیل فراصوتی لیپوزوم بسیار کارآمد است و لیپوزوم‌هایی با کیفیت برتر به دست می‌دهد!
UIP1000hdT مجهز به راکتور جریان شیشه‌ای برای تولید لیپوزوم
دستورالعمل گام‌به‌گام کپسوله‌سازی فراصوتی ویتامین C در لیپوزوم‌ها
ویتامین C لیپوزومی شکلی از رسانش ویتامین C است که جذب و فراهمی زیستی را بهبود می‌دهد. فراصوت‌دهی با پروب روشی کارآمد و مطمئن برای تولید لیپوزوم‌هاست.
پروتکل زیر مراحل کلی تولید ویتامین C لیپوزومی با استفاده از سونیکاتور پروبی را نشان می‌دهد:
- پودر ویتامین C را با مقدار کمی آب مقطر مخلوط کنید تا محلول تشکیل شود.
- محلول ویتامین C را با نسبت حجمی 1:10 (ویتامین C:فسفولیپیدها) به محلولی از فسفولیپیدها، مانند لسیتین سویا، اضافه کنید.
- مخلوط را در یک بشر شیشه‌ای قرار دهید و پروب سونیکاتور، برای مثال UP200Ht مجهز به S26d14، را در محلول وارد کنید.
- مخلوط را با استفاده از سونیکاتور پروبی به‌مدت 5–10 دقیقه و با تنظیم توان حدود 200W (فرکانس 26 kHz) فراصوت‌دهی کنید. طی فرایند فراصوت‌دهی، پروب سونیکاتور باید به‌آرامی در محلول حرکت داده شود. از تماس پروب با دیوارهٔ بشر خودداری کنید، زیرا بشرهای شیشه‌ای ممکن است بشکنند.
- پس از فراصوت‌دهی، مخلوط را به‌مدت 10–15 دقیقه ساکن بگذارید تا لیپوزوم‌ها تشکیل شوند.
- برای حفظ پایداری درازمدت، در بطری شیشه‌ای تیره و ترجیحاً در یخچال نگهداری کنید.
توجه داشته باشید که پروتکل دقیق ممکن است بسته به سونیکاتور و مواد مورد استفاده متفاوت باشد. همچنین، عواملی مانند pH، دما و حضور مواد دیگر می‌توانند بر پایداری و کیفیت لیپوزوم‌ها تأثیر بگذارند؛ بنابراین، کنترل دقیق این متغیرها طی فرایند تولید اهمیت دارد.
لیپوزوم‌های تهیه‌شده با فراصوت به غلبه بر نیمه‌عمر کوتاه، نفوذپذیری پایین از غشای سلولی و فراهمی زیستی خوراکی ضعیف ناشی از تخریب معدی و آنزیمی این ترکیبات زیست‌فعال کمک می‌کنند. کپسوله‌سازی در یک دولایهٔ فسفولیپیدی، مواد مؤثره را در برابر تخریب محافظت می‌کند و نرخ جذب آن‌ها به درون سلول‌ها را افزایش می‌دهد.
سونیکاتور UP200Ht برای به‌دام‌اندازی کارآمد ویتامین C در لیپوزوم‌ها.
تشکیل فراصوتی لیپوزوم
ازآنجاکه تشکیل لیپوزوم‌ها و نانولیپوزوم‌ها به‌صورت خودبه‌خودی رخ نمی‌دهد، برای پیشبرد فرایند کپسوله‌سازی به یک منبع انرژی نیاز است. لیپوزوم‌ها وزیکول‌های لیپیدی هستند که با افزودن فسفولیپیدها، مانند لسیتین، به آب تشکیل می‌شوند؛ فسفولیپیدها در آب با اعمال انرژی کافی، برای مثال از طریق فراصوت‌دهی، ساختارهای دولایه ایجاد می‌کنند. فراصوت‌دهی به آرایش مولکول‌های لیپیدی کمک می‌کند تا یک فاز آبی پایدار از نظر ترمودینامیکی به دست آید. فراصوت‌دهی علاوه بر تقویت تشکیل لیپوزوم‌ها، اندازهٔ آن‌ها را نیز کاهش می‌دهد و به تولید نانولیپوزوم‌ها می‌انجامد. اندازهٔ لیپوزوم عامل مهمی در فراهمی زیستی و نرخ جذب است، زیرا لیپوزوم‌های کوچک‌تر آسان‌تر می‌توانند به غشاهای سلولی نفوذ کنند.
کاهش اندازهٔ لیپوزوم با فراصوت
پراکنش فراصوتی روشی ساده و کارآمد برای کاهش اندازهٔ لیپوزوم‌ها و تولید نانولیپوزوم‌هاست. برای تهیهٔ لیپوزوم‌های کوچک‌تر، وزیکول‌های آب‌پوشیده به‌مدت چند دقیقه با یک سونیکاتور پروبی در راکتوری با دمای کنترل‌شده فراصوت‌دهی می‌شوند. کاهش اندازه با فراصوت، به‌عنوان روشی غیرحرارتی و صرفاً مکانیکی، نه فسفولیپیدها و نه ترکیبات زیست‌فعال را تخریب نمی‌کند.
پس از تشکیل فیلم لیپیدی و آب‌پوشی مجدد آن، فراصوت‌دهی برای تقویت به‌دام‌اندازی مواد مؤثره در لیپوزوم به کار می‌رود. افزون بر این، فراصوت‌دهی اندازهٔ مطلوب لیپوزوم را فراهم می‌کند.
UP400St، یک هموژنایزر فراصوتی قدرتمند با توان 400 وات، برای تولید لیپوزوم‌ها
پردازشگرهای فراصوتی برای تولید لیپوزوم
سامانه‌های Hielscher Ultrasonics به‌طور گسترده در تولید دارو و مکمل برای فرمولاسیون لیپوزوم‌های باکیفیت، بارگذاری‌شده با ویتامین‌ها، آنتی‌اکسیدان‌ها، پپتیدها، پلی‌فنول‌ها و سایر ترکیبات زیست‌فعال به کار می‌روند. Hielscher برای پاسخ‌گویی به نیازهای مشتریان خود، طیفی از سونیکاتورها را عرضه می‌کند؛ از هموژنایزر آزمایشگاهی جمع‌وجور و قابل نگه‌داشتن در دست و سونیکاتورهای رومیزی تا سامانه‌های فراصوتی تمام‌صنعتی برای تولید حجم بالایی از فرمولاسیون‌های لیپوزومی. مجموعهٔ گسترده‌ای از سونوتْرودها و راکتورهای فراصوتی در دسترس است تا پیکربندی بهینه برای تولید لیپوزوم شما تضمین شود. استحکام سونیکاتورهای Hielscher امکان کارکرد 24/7 را با بار کاری سنگین و در محیط‌های سخت فراهم می‌کند.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش سونیکاتورهای ما ارائه می‌دهد:
| حجم بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| قابل اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
منابع و مراجع
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): An efficient liposome based method for antioxidants encapsulation. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 136, 2015. 1067-1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. and Wen, J. (2014): Preparation, Optimization and Characterization of Bovine Lactoferrin-loaded Liposomes and Solid Lipid Particles Modified by Hydrophilic Polymers Using Factorial Design. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560-575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Impact of preparation method and variables on the internal structure, morphology, and presence of liposomes in phytantriol-Pluronic® F127 cubosomes. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 145, 2016. 845-853.
- Christopher W. Shade (2016): Liposomes as Advanced Delivery Systems for Nutraceuticals. Integr Med (Encinitas). 2016 Mar; 15(1): 33–36.
- Domenico Lombardo, Pietro Calandra, Maria Teresa Caccamo, Salvatore Magazù, Mikhail Alekseyevich Kiselev (2019): Colloidal stability of liposomes. AIMS Materials Science, 2019, 6(2): 200-213.
- M.E. Barbinta-Patrascu, N. Badea, M. Constantin, C. Ungureanu, C. Nichita, , S.M. Iordache, A. Vlad, S. Antohe (2018): Bio-Activity of Organic/Inorganic Photo-Generated Composites in Bio-Inspired Systems. Romanian Journal of Physics 63, 702 (2018)
دانستنی‌های مفید
ویتامین C
ویتامین C، که با نام اسید L-آسکوربیک یا آسکوربات نیز شناخته می‌شود، یک آنتی‌اکسیدان محلول در آب است با فرمول شیمیایی C6H8O6. ویتامین C به‌عنوان آنتی‌اکسیدان، در واکنش‌های گوناگون آنزیمی و غیرآنزیمی نقش دهندهٔ الکترون را ایفا می‌کند. افزون بر این، ویتامین C در بسیاری از واکنش‌های آنزیمی که عملکردهای زیستی ضروری مانند ترمیم زخم و سنتز کلاژن را تنظیم می‌کنند، کوفاکتور است. اسکوربوت شناخته‌شده‌ترین شکل کمبود شدید ویتامین C است که به‌دلیل اختلال در سنتز کلاژن رخ می‌دهد.
اسید آسکوربیک به‌عنوان یک ویتامین برای بدن انسان ضروری است؛ یعنی بدن نمی‌تواند ویتامین C را سنتز کند و باید آن را از طریق غذا دریافت کند. خوراکی‌های سرشار از ویتامین C شامل مرکبات، کامو کامو، آسرولا، کلم کیل، میوهٔ گل رز، انگور فرنگی سیاه، گواوا و دیگر میوه‌ها و سبزیجات هستند.
اگرچه یک رژیم غذایی متعادل به‌آسانی مقدار کافی ویتامین C را تأمین می‌کند، مکمل‌های غذایی مانند قطره‌های ویتامین، کپسول‌ها، قرص‌ها، پودرها و پاستیل‌های مکمل اغلب برای اطمینان از تأمین کافی ویتامین مصرف می‌شوند. میزان دریافت روزانهٔ ویتامین C توصیه‌شده از سوی سازمان ایمنی غذای اروپا برای مردان بزرگسال 110 mg/day و برای زنان بزرگسال 95 mg/day است.
در پزشکی، ویتامین C با دوزهای بالا و تحت نظارت پزشک برای حمایت از درمان‌های سرطان و تقویت دستگاه ایمنی تجویز می‌شود. برای مثال، مطالعات نشان داده‌اند که مصرف منظم مکمل‌های ویتامین C مدت و شدت سرماخوردگی و آنفلوانزا را کاهش می‌دهد.
لیپوزوم چیست؟
لیپوزوم‌ها وزیکول‌های کروی با اندازهٔ میکروسکوپی هستند که اندازهٔ آن‌ها می‌تواند از 30nm تا چندین میکرومتر باشد. کپسوله‌سازی فراصوتی روشی مطمئن برای سنتز لیپوزوم‌ها در شرایط کنترل‌شده است. لیپوزوم‌ها عمدتاً از فسفولیپیدها، به‌ویژه فسفاتیدیل‌کولین، تشکیل می‌شوند، اما می‌توانند ترکیبات لیپیدی دیگری مانند فسفاتیدیل‌اتانول‌آمین تخم‌مرغ را نیز در بر گیرند.
لیپوزوم‌ها به‌عنوان وزیکول‌هایی ساخته‌شده از فسفولیپیدها، مانند محفظه‌های میکروسکوپی عمل می‌کنند که ترکیبات زیست‌فعال مانند ویتامین‌ها، آنتی‌اکسیدان‌ها، پلی‌فنول‌ها، پپتیدها و مواد دارویی، برای مثال واکسن‌ها و ترکیبات درمانی، را کپسوله می‌کنند. دولایهٔ فسفولیپیدی مادهٔ زیست‌فعال را کپسوله می‌کند و آن را به درون سلول‌ها انتقال می‌دهد. ازآنجاکه دولایه‌های لیپوزوم از فسفولیپیدهایی مشابه فسفولیپیدهای غشاهای سلولی ساخته شده‌اند، لیپوزوم‌ها می‌توانند به‌آسانی از غشاهای سلولی عبور کنند و مواد زیست‌فعال را به درون سلول‌ها برسانند. این ویژگی، لیپوزوم‌ها را به حامل‌های دارویی بسیار مؤثر با فراهمی زیستی و نرخ جذب بالا تبدیل می‌کند. خواص آمفی‌فیلیک دولایه‌های فسفولیپیدی باعث می‌شود لیپوزوم‌ها هم در مایعات آبی و هم در مایعات قطبی محلول باشند.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در مقیاس‌های مختلف، از آزمایشگاهی تا صنعتی تولید می‌کند.