کمپلکس درون‌گیر رزوراترول با فراصوت
- رزوراترول یک پلی‌فنول است که نویدبخش فواید فراوانی برای سلامت، از جمله افزایش طول عمر و درمان بیماری‌های قلبی، دیابت، سرطان، آلزایمر و دیگر بیماری‌های مزمن است.
- با این حال، رزوراترول فراهمی زیستی پایینی دارد و به‌سرعت از پلاسمای خون پاک‌سازی می‌شود.
- گروه پژوهشی دکتر Kushwinder Kaur روشی سریع و بسیار کارآمد برای تهیهٔ فراصوتی کمپلکس رزوراترول با فراهمی زیستی بالاتر توسعه داده است.
رزوراترول
رزوراترول پلی‌فنولی بسیار مؤثر است که می‌توان آن را از گیاهانی مانند انگور، انواع توت یا مغزها استخراج کرد. هرچند رزوراترول به‌عنوان آنتی‌اکسیدانی قوی شناخته می‌شود که به پیشگیری یا درمان بیماری‌ها کمک می‌کند، این مادهٔ مغذی گیاهی فراهمی زیستی پایینی دارد. از این رو، تولیدکنندگان دارو و فرآورده‌های تغذیه‌ای‌درمانی به دنبال فرمولاسیون‌های ویژه‌ای هستند تا رساندن رزوراترول مصرف‌شده به سلول‌های انسان را بهبود دهند. دکتر Kushwinder Kaur و گروه پژوهشی او از دانشگاه Panjab در Chandigarh، روشی سریع، ساده و تک‌مرحله‌ای برای کمپلکس‌سازی رزوراترول توسعه داده‌اند. با فراصوت‌دهی مخلوط رزوراترول و سیکلودکسترین، رزوراترول درون سیکلودکسترین (یعنی hp-β-CD) محصور می‌شود. سیکلودکسترین به‌عنوان ترکیب میزبان و حامل دارویی مؤثر عمل می‌کند و رزوراترول را در گردش خون سیستمیک آزاد می‌سازد.
پروتکل: فراصوت‌دهی برای تهیهٔ کمپلکس درون‌گیر
برای فرمولاسیون فراصوتی کمپلکس درون‌گیر رزوراترول، مقدار 4٫38 x 10-3 mol از 2-هیدروکسی‌پروپیل-β-سیکلودکسترین (hp-β-CD) و 4٫38 x 10-3 mol رزوراترول (Res) در ظرفی شیشه‌ای با حداقل مقدار مخلوط حلال (اتانول : آب = 1 : 9) مخلوط شدند. مخلوط به‌مدت 15 min با توان 180W و با استفاده از دستگاه ساخت Hielscher تحت فراصوت‌دهی قرار گرفت: دستگاه فراصوتی UP200St. محصول نهایی با خشک‌کردن انجمادی به دست آمد. کمپلکس‌های درون‌گیر تهیه‌شده با استفاده از FTIR، طیف‌سنجی جذب فرابنفش–مرئی، NMR، TGA، DSC، XRD و آنالیز CHNS مشخصه‌یابی شدند. داده‌های آنالیز نشان دادند که مولکول‌های رزوراترول به‌خوبی در حفره‌های hp-β-CD جای گرفته‌اند.
هموژنایزر فراصوتی UP200St
مزایای فراصوت‌دهی نسبت به روش‌های جایگزین
برای مقایسهٔ کارایی تهیهٔ فراصوتی با روش‌های متداول، دو روش جایگزین – یعنی روش سوسپانسیون و روش مایکروویو – برای تهیهٔ کمپلکس درون‌گیر (IC) به کار رفتند. در ادامه، شرح کوتاهی از هر دو روش تهیه آمده است:
در متداول‌ترین روش، IC با یک روش استاندارد هم‌زدن تهیه شد (که در منابع توسط Bertacche V. et al. 2006 گزارش شده است).
روش جایگزین دوم شامل مخلوط‌کردن 4٫38 x 10-3 mol از hp-β-CD و 4٫38 x 10-3 mol از Res در ظرفی شیشه‌ای با حداقل مقدار مخلوط حلال (اتانول : آب = 1 : 9) بود. برای فرمولاسیون محصول، مخلوط به‌مدت 100 s با توان 800 W در معرض تابش مایکروویو قرار گرفت. آب در خلأ تبخیر شد. داده‌های به‌دست‌آمده پس از 25, 50 s در توان‌های 200, 400, 600 W نشان‌دهندهٔ کمپلکس‌سازی ناقص بودند.
فراصوت‌دهی رویکردی ساده و سریع است که نه‌تنها نتایجی فوری، مشابه روش‌های سنتی هم‌زدن، ایجاد می‌کند، بلکه نیاز به استفاده از حلال‌های سمی را نیز برطرف می‌سازد.
با درون‌گیری، سرعت ایزومریزاسیون از ترانس به سیس در محلول اتانولی کاهش یافت. مطالعات انحلال نشان دادند که تشکیل کمپلکس‌های درون‌گیر، سرعت انحلال رزوراترول را بهبود می‌دهد.
با کلیک در اینجا می‌توانید متن کامل مقاله را ببینید. اگر مایل به تماس با نویسندگان هستید، می‌توانید به دکتر Khushwinder Kaur (دانشگاه Panjab، Chandigarh) ایمیل بفرستید: [email protected]
هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالای Hielscher
شرکت Hielscher Ultrasonics در توسعه و ساخت تجهیزات فراصوتی با عملکرد بالا برای کاربردهای آزمایشگاهی و صنعتی تخصص دارد. تمامی سونیکاتورهای Hielscher مطابق با استاندارد صنعتی ساخته شده‌اند و استحکام آن‌ها امکان کارکرد قابل‌اعتماد 24/7 را در شرایط کاری سنگین و محیط‌های دشوار فراهم می‌کند.
جدول زیر راهنمایی می‌کند که کدام دستگاه فراصوتی می‌تواند برای الزامات فرایند شما مناسب‌تر باشد.
| حجم بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
هموژنایزرهای فراصوتی پرتوان، از مقیاس آزمایشگاهی تا صنعتی.
دربارهٔ دکتر Kushwinder Kaur
دکتر Khushwinder Kaur استادیار گروه شیمی دانشگاه Panjab در Chandigarh است. او در 2010 با پژوهش دربارهٔ تأثیر افزودنی‌ها بر ریزساختار و خواص میسل‌های معکوس، مدرک دکتری خود را دریافت کرد. از 2012، هدف اصلی گروه پژوهشی او تبیین مبانی کلوئیدی خواص فیزیکوشیمیایی و فیزیولوژیکی فرآورده‌های تغذیه‌ای‌درمانی و مواد زیست‌فعال، با تمرکز ویژه بر بهینه‌سازی روش‌های متمایز، آسان، کارآمد و نوآورانه برای تهیهٔ آن‌ها بوده است. گروه دکتر Kaur در ساخت تجمعات نرم مانند نانوامولسیون‌ها، نانوذرات زیست‌تخریب‌پذیر و تجمعات ابرمولکولی مبتنی بر سیکلودکسترین (کمپلکس‌های درون‌گیر) برای رساندن مؤثر مواد زیست‌فعال با استفاده از اجزای طبیعی تخصص دارد. این گروه در حال حاضر قابلیت‌های بنزیل ایزوتیوسیانات را با کمک تجمعات نانویی گوناگون بررسی می‌کند.
برای پرسش دربارهٔ مطالعات پژوهشی او، می‌توانید مستقیماً از طریق ایمیل با دکتر Khushwinder Kaur تماس بگیرید: [email protected]
منابع و مراجع
- خوشویندر کائور ، شیوانی اوپال ، راونیت کائور ، جیوتی آگاروال و سوریندر کومار مهتا (2015): روش کم مصرف ، آسان و مقرون به صرفه برای تشکیل یک کمپلکس گنجاندن رسوراترول با HP-β-CD. New J. Chem., 2015, 39, 8855.
- Vittorio Bertacche, Natascia Lorenzi, Donatella Nava, Elena Pini, Chiara Sinico (2006): بررسی اثر متقابل میزبان-مهمان رزوراترول با سیکلودکسترین های طبیعی و اصلاح شده. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 55, 2006. 279.
- جیمز M. اسمولیگا, جوزف A. بائور, هدر A. Hausenblas (2011): رسوراترول و سلامت – یک بررسی جامع از آزمایش های بالینی انسان. مول نوتر. مجله غذا 2011 ، 55 ، 1129–1141.
نکات دانستنی
رزوراترول
رزوراترول یک استیلبنوئید، نوعی پلی‌فنول طبیعی پلاسما، یک فیتواستروژن و همچنین یک فیتوآلکسین است که چندین گیاه در پاسخ به آسیب یا هنگام حملهٔ عوامل بیماری‌زایی مانند باکتری‌ها یا قارچ‌ها تولید می‌کنند. بنابراین، رزوراترول را می‌توان در دستهٔ آداپتوژن‌ها نیز قرار داد.
از نظر شیمیایی، رزوراترول به‌صورت trans-3,4′,5-trihydroxystilbene توصیف می‌شود (فرمول: C14H12O3). این ماده یک آنتی‌اکسیدان پلی‌فنولی و غیرفلاونوئیدی است که در انگور، مغزها و انواع توت یافت می‌شود و خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدپیری نیرومندی دارد. از این رو، رزوراترول ماده‌ای ارزشمند در داروها، مکمل‌های تغذیه‌ای / فرآورده‌های تغذیه‌ای‌درمانی و محصولات آرایشی است. دیگر پلی‌فنول‌هایی که از طریق رژیم غذایی دریافت می‌شوند و فواید عمده‌ای برای سلامت دارند، عبارت‌اند از کاتچین، کوئرستین، سیلیبینین و کورکومین.
حلالیت رزوراترول در آب: 0٫03 kg/m3
رزوراترول به دو شکل ایزومری ترانس و سیس وجود دارد که از میان آن‌ها، شکل ترانس هنگام مواجهه با نور و افزایش دما پایدارتر است.
کمپلکس درون‌گیر
ترکیب درون‌گیر، کمپلکسی است که در آن یک ترکیب شیمیایی – موسوم به «میزبان» – حفره‌ای دارد که ترکیب دیگری – موسوم به «مهمان» – درون آن جای می‌گیرد.
سیکلودکسترین‌ها پرکاربردترین ترکیبات میزبان هستند، زیرا می‌توانند با طیف گسترده‌ای از ترکیبات جامد، مایع و گازی کمپلکس درون‌گیر تشکیل دهند. ترکیبات مهمان از واکنشگرهای قطبی مانند اسیدها، آمین‌ها و یون‌های کوچک (برای مثال ClO4– ، SCN–، آنیون‌های هالوژن) تا هیدروکربن‌های آلیفاتیک و آروماتیک بسیار غیرقطبی و گازهای نجیب را در بر می‌گیرند. کمپلکس‌های درون‌گیر را می‌توان هم در محلول و هم در حالت بلوری سنتز کرد. معمولاً آب به‌عنوان حلال به کار می‌رود، هرچند دی‌متیل سولفوکسید و دی‌متیل فرمامید نیز می‌توانند حلال‌های جایگزین باشند.
علاوه بر درون‌گیری ترکیبات دارویی / تغذیه‌ای‌درمانی، سیکلودکسترین به‌عنوان ترکیب میزبان برای مولکول‌های معطر نیز به کار می‌رود تا پایداری بیشتر و رهایش آهسته حاصل شود.
از دیگر مولکول‌های «میزبان» برای درون‌گیری می‌توان به کالیکس‌آرن‌ها و محصولات تراکمی مرتبطِ فرمالدهید–آرن اشاره کرد.
حوزهٔ پژوهشی سنتز ترکیبات درون‌گیر با نام شیمی میزبان–مهمان شناخته می‌شود.
سیکلودکسترین
سیکلودکسترین‌ها نوعی ترکیب شیمیایی متشکل از مولکول‌های قند هستند که با ساختار حلقوی خود شناخته می‌شوند. نشاسته مادهٔ اولیه‌ای است که سیکلودکسترین‌ها از طریق تبدیل آنزیمی آن سنتز می‌شوند. از آنجا که سیکلودکسترین‌ها یک بخش آب‌گریز و یک بخش آب‌دوست دارند (درون آب‌گریز و بیرون آب‌دوست)، می‌توانند با ترکیبات آب‌گریز کمپلکس تشکیل دهند. سیکلودکسترین‌ها با محصورکردن یک مولکول آب‌گریز (مولکول «مهمان»)، می‌توانند حلالیت و فراهمی زیستی چنین ترکیباتی را افزایش دهند. همچنین از آن‌ها برای بهبود نفوذپذیری دارو از میان بافت‌های مخاطی استفاده می‌شود. این ویژگی برای رساندن ترکیبات آب‌گریز در داروها و مکمل‌های غذایی اهمیت زیادی دارد. شکل‌های آلفا، بتا و گامای سیکلودکسترین همگی مورد تأیید FDA هستند و به‌عنوان حامل دارویی ایمن شناخته می‌شوند.
لیوفیلیزاسیون
لیوفیلیزاسیون، که با نام خشک‌کردن انجمادی یا خشک‌کردن سرمایشی نیز شناخته می‌شود، فرایند آب‌زدایی در دمای پایین است که شامل انجماد محصول و سپس کاهش فشار برای حذف یخ از طریق تصعید می‌شود. تصعید فرایندی است که طی آن یک جامد (برای مثال یخ)، بدون عبور از فاز مایع (برای مثال آب)، مستقیماً به حالت بخار/گاز تبدیل می‌شود.
خشک‌کردن انجمادی عبارت است از حذف یخ یا دیگر حلال‌های منجمد از یک ماده از طریق فرایند تصعید، و حذف مولکول‌های آبِ مقید از طریق فرایند واجذب.
در لیوفیلیزاسیون کنترل‌شده، که دمای محصول به‌اندازهٔ کافی پایین نگه داشته می‌شود، از تغییر ویژگی‌های محصول خشک‌شده جلوگیری می‌شود. این موضوع برای دستیابی به عصاره‌ای با کیفیت بالا ضروری است. خشک‌کردن انجمادی روشی تثبیت‌شده برای جداسازی مواد حساس به گرما، مانند پروتئین‌ها، میکروب‌ها، داروها، بافت‌ها و پلاسما است.
فرآورده‌های تغذیه‌ای‌درمانی
فرآورده‌های تغذیه‌ای‌درمانی به دلیل برخورداری از ویژگی‌های ایمنِ پشتیبان سلامت، روزبه‌روز توجه بیشتری را جلب می‌کنند. این مواد به‌عنوان مولکول‌هایی با فواید فیزیولوژیکی گوناگون و توانایی محافظت در برابر بیماری‌ها (مانند بیماری‌های قلبی‌عروقی (CVD)، چاقی، دیابت، سرطان، اختلالات التهابی مزمن و بیماری‌های تحلیل‌برنده) تعریف می‌شوند و بازار مکمل‌های با کیفیت بالا به‌سرعت در حال رشد است.
راهبردهای فرمولاسیون فرآورده‌های تغذیه‌ای‌درمانی که در منابع گزارش شده‌اند، عبارت‌اند از: سامانه‌های حامل لیپوزومی (برای مثال لیپوزوم‌ها، ترانسفرزوم‌ها و غیره)، میکرواسفنج‌ها و نانواسفنج‌ها، نانوبلورها، کمپلکس‌سازی با سیکلودکسترین، هیدروژل‌های زیست‌تخریب‌پذیر, نانوامولسیون‌ها / مینی‌امولسیون‌ها، حامل‌های لیپیدی نانوساختار، میسل‌ها، نانوذرات، نانوکپسول‌ها و نانوکپسوله‌سازی، سامانه‌های دارورسانی خودامولسیون‌شونده (SEDDS) و سامانه‌های میکروذره‌ای (برای مثال میکروذرات، میکروکره‌ها، میکروکپسول‌ها).