Liposomaalisen C-vitamiinin tuotanto ultraäänellä
Liposomaaliset vitamiinivalmisteet tunnetaan paremmasta biologisesta hyötyosuudestaan ja imeytymisnopeudestaan. C-vitamiini on antioksidantti ja yleinen ravintolisä, jota käytetään ravitsemuksellisissa ja lääkinnällisissä valmisteissa tukemaan ihmiskehon immuunijärjestelmää. Ultraäänikäsittely on luotettava ja turvallinen menetelmä korkealaatuisten liposomien ja nanoliposomien tuotantoon. Ultraäänikapselointiprosessi tuottaa liposomeja, jotka sisältävät suuren määrän vaikuttavia aineita, kuten C-vitamiinia.
Ultraäänikäsittelyllä tuotettu liposomaalinen C-vitamiini
Liposomaalisten vitamiinien etuna on, että niitä ei annostella tavanomaisessa tabletti- tai jauhemuodossa vaan nestemäisenä valmisteena, jonka biologinen hyötyosuus on suurempi. Tämä tarkoittaa, että vitamiinit kapseloidaan pallomaisten fosfolipidisolujen eli niin sanottujen liposomien sisään. Koska liposomien fosfolipidikoostumus muistuttaa ihmisen solujen lipidikalvojen koostumusta, ne imeytyvät huomattavasti paremmin kehon soluihin. Siksi liposomeja käytetään lääkinnällisissä valmisteissa ja lääkkeissä, ravintolisissä ja nutraseuttisissa valmisteissa sekä kosmeseuttisissa valmisteissa ja kosmetiikkatuotteissa. Ultraäänikäsittely on erittäin tehokas menetelmä molekyylien, kuten lääkeaineiden, kapseloimiseen liposomeihin. Liposomien ultraäänituotannolle on ominaista suuri sitoutumistehokkuus, mikä tarkoittaa, että suuri osuus vaikuttavista aineista (esim. C-vitamiinista) kapseloituu liposomeihin. Samalla ultraäänikäsittely varmistaa liposomien tasaisen pienen koon, mikä helpottaa niiden imeytymistä ihmisen soluihin. Siksi ultraäänellä kapseloidut C-vitamiiniliposomit tarjoavat erittäin suuren biologisen hyötyosuuden ja tehon. Kaiken kaikkiaan liposomien muodostaminen ultraäänellä on erittäin tehokasta ja tuottaa laadultaan ylivertaisia liposomeja!
UIP1000hdT lasisella virtausreaktorilla liposomien tuotantoon
Vaiheittaiset ohjeet C-vitamiinin ultraäänikapselointiin liposomeihin
Liposomaalinen C-vitamiini on C-vitamiinin annostelumuoto, joka parantaa imeytymistä ja biologista hyötyosuutta. Anturityyppinen ultraäänikäsittely on tehokas ja luotettava menetelmä liposomien valmistukseen.
Seuraava menettely kuvaa liposomaalisen C-vitamiinin valmistuksen yleiset vaiheet anturityyppisellä ultraäänilaitteella:
- Sekoita C-vitamiinijauhe pieneen määrään tislattua vettä liuoksen muodostamiseksi.
- Lisää C-vitamiiniliuos fosfolipidiliuokseen (esimerkiksi soijalesitiiniliuokseen) tilavuussuhteessa 1:10 (C-vitamiini:fosfolipidit).
- Laita seos lasiseen dekantterilasiin ja upota ultraäänilaitteen anturi, esimerkiksi UP200Ht-laitteen S26d14, liuokseen.
- Käsittele seosta anturityyppisellä ultraäänilaitteella 5–10 minuutin ajan noin 200 W:n tehoasetuksella (taajuus 26 kHz). Ultraäänilaitteen anturia tulee liikuttaa varovasti liuoksessa ultraäänikäsittelyn aikana. Vältä anturin kosketusta dekantterilasin seinämään (sillä lasiset dekantterilasit saattavat rikkoutua).
- Anna seoksen seistä ultraäänikäsittelyn jälkeen 10–15 minuuttia, jotta liposomit voivat muodostua.
- Säilytä tummassa lasipullossa ja mieluiten jääkaapissa pitkäaikaisen stabiiliuden varmistamiseksi.
On tärkeää huomata, että tarkka menettely voi vaihdella käytettävän ultraäänilaitteen ja materiaalien mukaan. Lisäksi liposomien stabiiliuteen ja laatuun voivat vaikuttaa esimerkiksi pH, lämpötila ja muiden aineiden läsnäolo, joten näitä muuttujia on tärkeää hallita huolellisesti tuotantoprosessin aikana.
Ultraäänellä valmistetut liposomit auttavat voittamaan näiden bioaktiivisten yhdisteiden lyhyen puoliintumisajan, heikon solukalvon läpäisevyyden ja mahalaukussa sekä entsyymien vaikutuksesta tapahtuvasta hajoamisesta johtuvan heikon suun kautta saavutettavan biologisen hyötyosuuden aiheuttamat rajoitteet. Kapselointi fosfolipidikaksoiskerrokseen suojaa vaikuttavia aineita hajoamiselta ja lisää niiden imeytymisnopeutta soluihin.
Ultraäänilaite UP200Ht C-vitamiinin tehokkaaseen sitomiseen liposomeihin.
Liposomien muodostaminen ultraäänellä
Koska liposomien ja nanoliposomien muodostuminen ei tapahdu spontaanisti, kapselointiprosessin edistämiseen tarvitaan energialähde. Liposomit ovat lipidirakkuloita, jotka muodostuvat, kun fosfolipidejä, esimerkiksi lesitiiniä, lisätään veteen, jossa ne muodostavat kaksoiskerrosrakenteita, kun järjestelmään tuodaan riittävästi energiaa esimerkiksi ultraäänikäsittelyllä. Ultraäänikäsittely edistää lipidimolekyylien järjestäytymistä, jolloin saadaan termodynaamisesti stabiili vesifaasi. Ultraäänikäsittely edistää liposomien muodostumista ja myös pienentää niiden kokoa, jolloin syntyy nanoliposomeja. Liposomien koko on tärkeä tekijä biologisen hyötyosuuden ja imeytymisnopeuden kannalta, sillä pienemmät liposomit läpäisevät solukalvot helpommin.
Liposomien koon pienentäminen ultraäänellä
Ultraäänidispergointi on yksinkertainen ja tehokas menetelmä liposomien koon pienentämiseen ja nanoliposomien valmistukseen. Pienempien liposomien valmistamiseksi hydratoituja rakkuloita käsitellään ultraäänellä muutaman minuutin ajan anturityyppisellä ultraäänilaitteella reaktorissa, jonka lämpötilaa säädetään. Ei-termisenä, puhtaasti mekaanisena menetelmänä ultraäänellä tehtävä koon pienentäminen ei hajota fosfolipidejä eikä bioaktiivisia yhdisteitä.
Lipidikalvon muodostamisen ja sitä seuraavan uudelleenhydratoinnin jälkeen ultraäänikäsittelyä käytetään edistämään vaikuttavien aineiden sitoutumista liposomiin. Lisäksi ultraäänikäsittelyllä saavutetaan haluttu liposomikoko.
UP400St, tehokas 400 watin ultraäänihomogenisaattori, liposomien tuotantoon
Ultraääniprosessorit liposomien tuotantoon
Hielscher Ultrasonics tarjoaa järjestelmiä, joita käytetään laajalti lääkkeiden ja ravintolisien tuotannossa korkealaatuisten liposomien formulointiin. Nämä liposomit sisältävät vitamiineja, antioksidantteja, peptidejä, polyfenoleja ja muita bioaktiivisia yhdisteitä. Asiakkaidensa tarpeisiin vastatakseen Hielscher toimittaa ultraäänilaitteita pienikokoisista, kädessä pidettävistä laboratoriohomogenisaattoreista ja pöytämallisista ultraäänilaitteista täysin teollisiin ultraäänijärjestelmiin, joilla tuotetaan suuria määriä liposomaalisia valmisteita. Saatavilla on laaja valikoima ultraäänisonotrodeja ja reaktoreita, joiden avulla voidaan varmistaa optimaalinen laitteistokokoonpano liposomituotantoosi. Hielscher tarjoaa ultraäänilaitteita, joiden kestävyys mahdollistaa 24/7-käytön raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä.
Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erätilavuus | Tilavuusvirta | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1–500 mL | 10–200 mL/min | UP100H |
| 10–2 000 mL | 20–400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20 L | 0,2–4 L/min | UIP2000hdT |
| 10–100 L | 2–10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | laiteryhmä, joka koostuu laitteista UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Kirjallisuus/lähteet
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): Tehokas liposomeihin perustuva menetelmä antioksidanttien kapselointiin. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, vuosikerta 136, 2015. 1067–1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. ja Wen, J. (2014): Naudan laktoferriiniä sisältävien liposomien ja hydrofiilisillä polymeereillä muunnettujen kiinteiden lipidihiukkasten valmistus, optimointi ja karakterisointi faktorikoesuunnittelua käyttäen. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560–575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Valmistusmenetelmän ja muuttujien vaikutus fytantrioli-Pluronic® F127 -kubosomien sisäiseen rakenteeseen, morfologiaan ja liposomien esiintymiseen niissä. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, vuosikerta 145, 2016. 845–853.
- Christopher W. Shade (2016): Liposomit nutraseuttisten valmisteiden kehittyneinä kuljetusjärjestelminä. Integr Med (Encinitas). 2016 Mar; 15(1): 33–36.
- Domenico Lombardo, Pietro Calandra, Maria Teresa Caccamo, Salvatore Magazù, Mikhail Alekseyevich Kiselev (2019): Liposomien kolloidinen stabiilius. 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): Valon avulla tuotettujen orgaanisten/epäorgaanisten komposiittien bioaktiivisuus biologian innoittamissa järjestelmissä. Romanian Journal of Physics 63, 702 (2018)
Hyödyllistä tietoa
C-vitamiini
C-vitamiini, joka tunnetaan myös L-askorbiinihappona tai askorbaattina, on vesiliukoinen antioksidantti, jonka kemiallinen kaava on C6H8O6. Antioksidanttina C-vitamiini toimii elektroninluovuttajana erilaisissa entsymaattisissa ja ei-entsymaattisissa reaktioissa. Lisäksi C-vitamiini on kofaktori monissa entsymaattisissa reaktioissa, jotka säätelevät keskeisiä biologisia toimintoja, kuten haavojen paranemista ja kollageenisynteesiä. Keripukki on tunnetuin vakavan C-vitamiinin puutoksen muoto, joka syntyy heikentyneen kollageenisynteesin seurauksena.
Vitamiinina askorbiinihappo on ihmiskeholle välttämätön, mikä tarkoittaa, että keho ei pysty syntetisoimaan C-vitamiinia, vaan sitä on saatava ravinnosta. Runsaasti C-vitamiinia sisältäviä elintarvikkeita ovat sitrushedelmät, camu camu, acerola, lehtikaali, ruusunmarja, mustaherukka ja guava sekä muut hedelmät ja vihannekset.
Tasapainoinen ruokavalio tarjoaa helposti riittävän määrän C-vitamiinia. Ravintolisiä, kuten vitamiinitippoja, kapseleita, tabletteja, jauheita ja vitamiinimakeisia, käytetään kuitenkin usein riittävän vitamiininsaannin varmistamiseen. Euroopan elintarviketurvallisuusviranomaisen suosittelema päivittäinen C-vitamiininsaanti on aikuisille miehille 110 mg/vrk ja aikuisille naisille 95 mg/vrk.
Lääketieteessä C-vitamiinia annetaan suurina annoksina lääkärin valvonnassa syöpähoitojen tukemiseksi ja immuunijärjestelmän vahvistamiseksi. Tutkimuksissa on esimerkiksi havaittu, että C-vitamiinilisien säännöllinen käyttö lyhentää flunssan ja influenssan kestoa ja vähentää niiden vakavuutta.
Mikä on liposomi?
Liposomit ovat mikroskooppisen pieniä pallomaisia rakkuloita, joiden koko voi vaihdella 30 nm:stä useisiin mikrometreihin. Ultraäänikapselointi on luotettava tapa syntetisoida liposomeja hallituissa olosuhteissa. Liposomit koostuvat pääasiassa fosfolipideistä, erityisesti fosfatidyylikoliinista, mutta ne voivat sisältää myös muita lipidiyhdisteitä, kuten kananmunasta saatavaa fosfatidyylietanoliamiinia.
Fosfolipideistä muodostuvina rakkuloina liposomit toimivat mikrosäiliöinä, jotka kapseloivat bioaktiivisia yhdisteitä, kuten vitamiineja, antioksidantteja, polyfenoleja, peptidejä ja lääkeaineita (esim. rokotteita ja lääkinnällisiä yhdisteitä). Fosfolipidikaksoiskerros kapseloi bioaktiivisen aineen ja kuljettaa sen soluihin. Koska liposomien kaksoiskerrokset koostuvat samankaltaisista fosfolipideistä kuin solukalvot, liposomit voivat läpäistä solukalvot helposti ja kuljettaa bioaktiivisia aineita soluihin. Tämä tekee liposomeista erittäin tehokkaita lääkkeiden kuljettajia, joiden biologinen hyötyosuus ja imeytymisnopeus ovat suuret. Fosfolipidikaksoiskerrosten amfifiiliset ominaisuudet tekevät liposomeista liukoisia sekä vesipohjaisiin että polaarisiin nesteisiin.
Hielscher Ultrasonics valmistaa suorituskykyisiä ultraäänihomogenisaattoreita laboratoriokoosta aina teolliseen kokoon asti.