تولید دارو: سونیکاسیون آینده داروهای بیوژنیک را شکل می دهد

سونوگرافی دیگر فقط یک ابزار آزمایشگاهی نیست. در تولید دارویی، سونیکاسیون به عنوان یک فناوری قدرتمند برای تولید داروهای بیوژنیک در حال ظهور است – داروهایی که از منابع طبیعی زیستی مشتق شده اند و اثربخشی را با پایداری ترکیب می کنند. در اینجا نتایج یک پژوهش جدید درباره نانوذرات طلای واسطه بروکلی را ارائه می دهیم که نشان می دهد چگونه فرآیندهای فراصوت بین شیمی سبز و طراحی پیشرفته دارو ارتباط برقرار می کنند.

پس وقتی سونوگرافی با شدت بالا با بیوشیمی گیاهی ترکیب می شود، چه اتفاقی می افتد؟

از کلم بروکلی تا داروهای بیوژنیک

تولید داروهای بیوژنیک بر مولکول های زیست فعال مانند پلی فنول ها، فلاونوئیدها، گلوکوزینولات ها و پپتیدها متکی است. این ترکیبات می توانند به عنوان عوامل کاهنده، تثبیت کننده و حتی بخش های درمانی عمل کنند. با این حال، استخراج و فعال سازی مؤثر آن ها همیشه یک گلوگاه بوده است.

در مطالعه ای که اخیرا منتشر شده، پژوهشگران نشان دادند که عصاره کلم بروکلی آبی می تواند برای سنتز نانوذرات طلا با خواص آنتی اکسیدانی، ترمیم زخم و ضدسرطان انتخابی استفاده شود. نکته مهم این است که سنتز تحت تابش اولتراسونیک با استفاده از مدل سونیکاتور ۲۰۰ وات UP200St انجام شد (اولتراسونیک هایلشر، تصویر سمت چپ). سونیکیشن یک گام منفعل نبود – این نیروی محرکه ای بود که تشکیل سریع نانوذرات، توزیع کنترل شده اندازه و سطوح زیست عملکردی پایدار را ممکن ساخت.

در عرض چند دقیقه، کاویتاسیون القا شده توسط سونوگرافی میکرو-محیط های موضعی با انرژی بالا ایجاد کرد. این شرایط کاهش یون های طلا را تسریع کرد و در عین حال فیتوشیمیایی های ظریف مسئول فعالیت زیستی را حفظ نمود.
نتیجه؟ نانوذرات طلای یکنواخت و فوق العاده کوچک که با مولکول های زیستی مشتق شده از کلم بروکلی پوشانده شده و برای استفاده زیست پزشکی طراحی شده اند.

دقیقا اینجاست که سونیک صنعتی قدرت خود را نشان می دهد.

سنتز سبز AuNPها با استفاده از عصاره Brassica oleracea. عصاره آبی در فرآیند سنتز اولتراسونیک هم به عنوان عامل کاهنده و هم تثبیت کننده عمل می کند. اسید کلروآریک به صورت قطره ای به عصاره بروکلی تحت سونیک سازی با سونیکاتور UP200St افزوده می شود و سپس انکوباسیون در دمای 4 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت انجام می شود تا تشکیل نانوذرات ممکن شود. تعلیق کلوئیدی سپس تحت سونیک ثانویه و سانتریفیوژ قرار می گیرد تا اجزای واکنش نیافته حذف شود و AuNPهای تصفیه شده با پراکندگی پایدار به دست آید.

چرا سونیکاسیون در تولید داروهای بیوژنیک اهمیت دارد

سونیکاسیون انرژی مکانیکی را از طریق کاویتاسیون صوتی وارد مایعات می کند – تشکیل و فروپاشی حباب های میکروسکوپی. در تولید دارویی و بیوتکنولوژی، این موضوع به چندین مزیت اساسی منجر می شود:

1. افزایش کارایی استخراج
   سونیکاسیون دیواره های سلولی گیاه را مختل می کند و ترکیبات زیست فعال درون سلولی را به سرعت و به طور قابل تکثیر آزاد می کند. در مقایسه با استخراج معمولی، بازده بالاتر است، مصرف حلال کمتر است و زمان های فرآوری به طور چشمگیری کاهش یافته است.
2. نانوسنتز کنترل شده
   در سنتز نانوذرات سبز، سونیکاسیون باعث هسته زایی یکنواخت شده و رشد کنترل نشده را محدود می کند. این امر منجر به توزیع های باریک اندازه ذرات می شود که پارامتری حیاتی برای تحویل دارو، توزیع زیستی و ایمنی است.
3. شرایط پردازش ملایم
   استخراج و سنتز اولتراسونیک می تواند در دماهای پایین انجام شود. این موضوع هنگام کار با مولکول های زیستی حساس به حرارت مانند آنزیم ها، آنتی اکسیدان ها یا ترکیبات حاوی گوگرد مانند سولفورافان کلم بروکلی اهمیت دارد.
4. مقیاس پذیری و تکرارپذیری
   برخلاف واکنش های شیمیایی وابسته به بچ، فرآیندهای فراصوت به صورت خطی مقیاس پذیر هستند. با تجهیزات مناسب، پروتکل های در مقیاس آزمایشگاهی می توانند مستقیما به تولید آزمایشی یا صنعتی منتقل شوند.

به طور خلاصه، سونیک فقط سریع تر نیست – دقیق تر است.

تحلیل طیفی فرابنفش-مرئی که تشکیل AuNPهای سنتز شده با عصاره Brassica oleracea var. italica را تأیید می کند. اوج SPR در ۵۶۰ نانومتر نشان دهنده کاهش موفقیت آمیز Au3+ به Au⁰ و تشکیل AuNPهای پایدار با پوشش گیاهی شیمیایی است.