Kurkumiinihiukkasten ultraäänimääräinen saostuminen
- Koska kurkuma sisältää vain 2-9 painoprosenttia curcuminoideja, tarvitaan tehokas uutto- tai synteesimenetelmä lääketieteellisesti voimakkaan jauheen saamiseksi.
- Ultrasonically assisted antisolvent saostus on erittäin tehokas menetelmä kurkumiinihiukkasten syntetisoimiseksi.
- Ultraäänipolttoaineen saostus voidaan helposti skaalata suureen määrään korkealaatuista kurkumiinia.
curcumin
Kurkumiini, polyfenoli, on heikosti vesiliukoinen lääke, jota löytyy yrttimakeista kurkuma (Curcuma longa). Se on erittäin voimakas antioksidantti ja tunnetaan anti-inflammatorisista, syövänvastaisista, sienilääkkeistä ja antimikrobisista ominaisuuksista. Erityisesti sen laajaa valikoimaa kemoterapiaa ehkäiseville ja kemoterapeuttisille aktiviteeteille pidetään suositeltavana lääkkeenä kurkumiinia.
Tehokas antioksidantti, kurkumiini lisää antioksidanttien, kuten superoksididismutaasin (SOD), seerumin aktiivisuutta ja poistaa ja neutraloi vapaita radikaaleja, kuten reaktiivista happea ja typpilajia (ROS ja RNS). Lisäksi se parantaa kehon omien antioksidanttien entsyymien toimintaa. Kurkumin tunnetaan myös alentavan sydänsairauksia ja parantaa aivotoimintaa. Näiden moninaisten hyödyllisten lääkevalmisteiden ansiosta kurkumiinia käytetään laajalti mausteena, lisäaineena ja lääkkeinä.
Ultrasonic Liquid Antisolvent Saostuminen
Ultraäänisyntyneen nestemäisen antisolventin (LAS) saostus on yksinkertainen ja nopea yhden potin synteesimenetelmä kurkuminan nanopartikkeleiden valmistamiseksi ortorombisen päärakenteen kanssa. Ultraääni anti-liuotin saostus on yksinkertainen, nopea ja skaalautuva prosessi, joka mahdollistaa korkealaatuisen kurkumin saostumisen lääke- ja elintarviketeollisuudessa.
Hypothesized mekanismi kurkumin superpartikkeleiden muodostamiseksi ilman ja ultraäänen esiintymistä ilman stabilointiaineita. Kuva © 2014 Thorat et al.
Ultrasonic saostusprotokolla:
Kurkumiinihiukkasten ultrasuodatusta varten lisätään kurkumiinin orgaaninen liuos etanolissa (5 mg / ml) 100 ml: aan vettä, joka sisältää pinta-aktiivista ainetta (0,02 painoprosenttia vedessä) tai ilman pinta-aktiivista ainetta. Reaktioastiaan, jonka päällystetty lasisäiliö on n. Käytetään 500 ml tilavuutta, 7 cm halkaisija ja L / D-suhde 1,7. Seoksen lämpötila pidetään jatkuvasti 1 ° C: ssa. Ultraäänisen saostusprosessin osalta ultraäänihomogenisaattorin sonotrode, kuten Uf200 ः t tai UP200St varustettu S26d14-sonotrode upotetaan liuotin-antisolventti- seen seokseen. 100% amplitudiasetuksella ja 10 min. sonikointi, seos hajonnut.
Sonication aika mahdollistaa cucpumumin kiteiden polymorfismin manipuloinnin. Kun sonikaatiokestoa jatketaan, ortorombisen hiukkasten osuutta lisätään. Tämä osoittaa, että ultraäänienergian lisääntyminen helpottaa ortorombisen muodon muodostumista monokliinimuodossa riippumatta käytetystä lisäaineesta.
[Vrt Thorat et ai. 2014]
UIP1000hdT – 1kW ultraääniprosessori API-sademäärästä
Parannettu biologinen hyötyosuus ultraäänikapseloinnilla
Koska kurkumiini on lipofiilinen molekyyli ja huonosti liukeneva veteen (= hydrofobinen), sillä on alhainen systeeminen biologinen hyötyosuus. Siksi on tarpeen valmistaa kurkumiinivalmisteita, jotka parantavat sen biosaatavuutta. Vesipitoisten kurkumiiniliuosten valmistukseen lisätään pinta-aktiivisia aineita, lipidejä, albumiineja, syklodekstriinejä, biopolymeerejä jne. Kapseloimaan tai lataamaan kurkumomolekyylejä liposomeissa, nanopartikkeleissa ja muissa lääkeaineissa.
Ultrasonication on erittäin tehokas ja luotettava tekniikka formuloida lääkeaineita, kuten liposomit, ydin-kuori nanopartikkelit, biopolymeerit ja kaksoisemulsioita! Alla on esimerkki kurkumin ultraäänikapseloinnista.
Ultrasuuninen kurkumiinikapselointiprotokolla:
Kurkumiinilla ladatut polymaitohiiloglykolihappo (PLGA) nanohiukkaset
- Ensin PLGA-polymeeri liuotetaan etyyliasetaattiin. Kurkumiinia (15% paino / paino) lisätään ja sen annetaan liuotua samalla, kun liuosta sekoitetaan vorteksinaikaisesti.
- Kiinteä öljy -seos lisätään PVA: n vesifaasiin (w / v) SO / W-emulsion muodostamiseksi. Sitten lääkeaineen / polymeerin liuos PVA: ssä pyöritetään 8 000 rpm: ssä.
- Tuloksena olevaa liuosta sonikoidaan n. 300 s 45%: n amplitudilla ultraäänihomogenisaattorilla, kuten Uf200 ः t tai UP200St (200W, 26kHz). Heti sonikaation jälkeen emulsio kaadetaan vesifaasiin (0,1% PVA veteen, 200 ml) diffuusiota varten sekoittaen nopeasti magneettisekoittajalla.
- Tätä kolloidista suspensiota sekoitetaan jatkuvasti magneettisekoittajalla, kunnes liuottimen haihdutus on päättynyt. Sitten nanopartikkelit kerätään sentrifugoimalla, pestään kolme kertaa tislatulla Milli Q -vektorilla. Lopuksi ne suspendoidaan uudelleen kylmäsuojautuvaan liuokseen (sakkaroosi (2% paino / paino) ja trehaloosi (5% paino / paino)), kuivataan lyofilisaattorilla ATR FD3.0 -järjestelmässä ja niitä voidaan säilyttää 4 ° C: ssa vähintään 6 kuukautta .
[Vrt Ranjan et ai. 2012]
Kurkumiinien saostus ja muotoilu
Hielscher Ultrasonics tarjoaa huippuluokan ultraäänilaitteita nanohiukkasten (esim. API) synteesiin ja kasvitieteellisten yhdisteiden uuttamiseen. Tuotevalikoimamme sisältää hienostuneita laboratorio-, penkki-top-ja teollisuus-ultrasonicators, jonka avulla kehitetään sovelluksia pienistä kaupallisiin mittakaavassa. Kaikki laboratoriossa ja pilottitesteissä saadut tulokset voivat olla täysin lineaarisia skaalattaviksi kaupalliseen tuotannon tasoon. Kaikki järjestelmät on rakennettu 24/7 käyttöön, kestävät ja helppokäyttöiset.
UIPxxxxhdT-sarja kattaa teollisuuskäyttöön tarkoitetut ultraäänilaitteet, joita voidaan käyttää penkki-, prosessin optimointiin ja teolliseen tuotantoon. Teollisuusjärjestelmämme ovat saatavana 500W (UIP500hdT), 1000W (UIP1000hdT), 1500W (UIP1500hdT), 2000W (UIP2000hdT), 4000W (UIP4000hdT), 10 000 W (UIP10000) ja 16 000 W (UIP16000, maailman voimakkain ultraääniääni). Hielscher Ultrasonics’ teollisia ultraääniprosessoreita voidaan käyttää jatkuvasti 24/7, erittäin suurilla amplitudilla jopa 200μm. Jopa entistä suurempia amplitudeja varten Hielscher tarjoaa räätälöityjä ultraäänipuhelimia. Hielscherin ultraäänilaitteiston kestävyys mahdollistaa luotettavan ympärivuorokautisen toiminnan raskaassa ja vaativiin ympäristöihin.
Kaikille ultraäänijärjestelmillemme tarjoamme laajan valikoiman lisävarusteita, kuten sonotrodes, booster-sarveja, virtauskanavia ja reaktoreita, joiden koko on useita, muodot ja geometrit. Näillä työkaluilla on helppo sovittaa ultraääniprosessoriemme optimaalisesti tarvittaviin prosessiolosuhteisiin.
Saostumista ja alhaalta ylöspäin synteesiä varten Hielscher tarjoaa ainutlaatuisen virtaussisäluettelon – Nniiden MultiPhaseCavitator MPC48. MultiPhaseCavitatorin avulla toinen vaihe (anti-solvent) ruiskutetaan 48 hienon kanan kautta suoraan ultrasonic kavitaatioalueelle, jossa se sekoitetaan millisekunteina ensimmäiseen vaiheeseen. Tuloksena homogeeniset nanopartikkelit saostetaan.
Tehokas sonikointi laboratoriosta ja penkkialtaasta teolliseen tuotantoon.
Kirjallisuus / Viitteet
- Hewlings, SJ; Kalman, DS (2017): Curcumin: Katsaus sen vaikutuksista ihmisen terveyteen. Elintarvikkeita. 2017 lokakuu; 6 (10): 92.
- Thorat, AA; Dalvi, SV (2014): Partikkelien muodostumisreitit ja ultraäänen ja lisäaineiden indusoima kurkumin polymorfismi nestemäisen antisolventaation aikana. CrystEngComm, 2014, 16, 11102 - 1114.
- Ranjan, AP; Mukerjee, A .; Helson, L .; Vishwanatha, JK: (2012): Kurkumia C3 komplekseja sisältävien nanohiukkasten syövän hoidossa käytettävien resonanssi, optimointi ja stabiiliusanalyysi. Journal of nanobioteknologia 2012, 10:38.
Tosiasiat, jotka kannattaa tietää
curcumin
Curcumin on keltaisen värinen kemiallinen yhdiste, joka löytyy kurkumasta. Kurkuma on rhizomaattinen nurmikasvuinen monivuotinen kasvi (Curcuma longa) inkivääriperheestä. Kurukumi on polyfenolia, joka uutetaan juurista ja käytetään laajalti mausteena. Riippuen sen alkuperästä ja maaperän olosuhteista, joissa sitä kasvatetaan, kurkuma sisältää 2 - 9% kurkuminoideja. Kurkumini on kurkumeen tärkein curcuminoidi (Curcuma longa, Zingiberaceae). Sitä käytetään täydennyksinä, lääkkeinä, ruoka-aromiaineena ja lisäksi kosmeettisena ainesosana.
Kurkumiin puhdistettu muoto, joka koostuu vain seuraavista kolmesta pääkomponentista – kurkumiini, bisdemetoksikurkumiini ja demetoksikurkumiini – kutsutaan myös kurkumiinin C3 kompleksiksi. Puhdas kurkuma voidaan erottaa kurkumiinin, bisdemetoksi- kurkuminin ja demetoksi-kurkumin C3-seoksesta kolonnikromatografialla.
Farmakologisten ominaisuuksiensa suhteen puhdas, ei-muunnettu kurkumiinilla on suuri ongelma: Koska huonosti vesiliukoisuus ja näin ollen heikko biologinen hyötyosuus, modifioimaton kurkumiini ei voi levittää terapeuttisia vaikutuksia vaan metaboloituu nopeasti maksassa ja suolen seinämässä. Kurkumiinin alhaisen absorptiomäärän voittamiseksi aktiiviset molekyylit kapseloituvat nano- kantajiin (esim liposomit, nanoskoopit) tai ladatut nano-kompleksit (esim nanopartikkelit, fosfolipidien, syklodekstriinien ja kiinteiden dispersioiden kompleksit). Lisäksi curcuminin biologista hyötyosuutta voidaan nostaa n. 2000%, kun sen annostus on yhdistetty piperiiniin, joka on mustapippuriseos.
Näiden tosiasioiden vuoksi nanoformuloitu kurkumiini (nanokurkumiini) on kurkumin edullinen annostusmuoto, koska kurkumini nanoformissa ylittää edellä mainitut lääkeaineen toimitusongelmat. Nanokurkumini voi lisätä terapeuttisia ominaisuuksiaan paranemisen ansiosta sairaalle kudokselle, paremman sisäistymisen ja alentuneen systeemisen eliminaation.
Curcumiinia on saatavilla useissa jakelumuodoissa, mukaan lukien jauheet, kapselit, tabletit, voiteet, ravitsemukselliset juomat ja kosmeettiset voiteet.
Curcuminin lääketieteelliset sovellukset
Curcuminia on tutkittu laajasti lääketieteen ja ravitsemuksen moninaisista käyttömuodoista. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kurkumiinilla on korkea antioksidanttiaktiivisuus, joka indusoi solujen apoptoosia, estää solujen lisääntymisen, solujen vastaisen tarttumisen ja liikkuvuuden ja tarjoaa anti-angiogeneesiä ja antimikrobisia ominaisuuksia. Näiden vaikutusten vuoksi kurkumia käytetään lääkeaineena erilaisten tulehdussairauksien, syöpien, neurodegeneratiivisten sairauksien, sydän- ja verisuonitautien sekä diabeteksen hoitoon.
Ultronaalisesti valmistetut nanoa antavat muodot kurkumiinista lääketieteelliseen terapiaan kuuluvat nanopartikkelit, liposomit, misellit, nanoemulsit, syklodekstriinikompleksit, nanodiskeet, nanofibrit, kiinteät lipidien nanopartikkelit ja kurkumiinikonjugaatit. Nämä nanokokoiset annosmuodot voittavat curcuminin huonon hyötyosuuden ja mahdollistavat erittäin voimakkaan kurkumiinihoidon kohdennetun ja tehokkaan toimittamisen.
Curcumin Kemiallinen rakenne
Curcumiini on symmetrinen molekyyli, joka tunnetaan myös nimellä diferuloyylimetaani. Kurkumiinin IUPAC-nimi on (1E, 6E) -1,7-bis (4-hydroksi-3-metoksifenyyli) -1,6-heptadieni-3,5-dioni, kemiallisen kaavan C21H20O6. Curcumin-kiteet voivat esiintyä erilaisissa muodoissa, kuten monokliinisissä (acicular), orthorhombic (riisinjyvän kaltaisissa) ja amorfisissa muodoissa.