התגבשות קנבינואידים באמצעות סוניקציה
התגבשות היא שלב הכרחי בתהליך לייצור CBD מבודד גבישי. ננו-התגבשות אולטרסונית (סונו-התגבשות) משמשת בהיקף נרחב להכנת חומרים מבודדים גבישיים, כגון CBD מבודד, מתמיסה רוויית-יתר. באמצעות גלים אולטרסוניים בהספק גבוה, ערבול עז מעודד היווצרות של גבישי CBD ללא פגמים. התגבשות אולטרסונית היא שיטה מהירה ויעילה ביותר, הניתנת לבקרה מדויקת, לייצור CDB מבודד גבישי.
התגבשות אולטרסונית של CBD
התגבשות של CBD מבודד היא תהליך שיקוע שבו נוצרים מוצקי CBD בתוך ממס. כדי לגבש CBD, יש להמיס את המומס (כלומר, שמן CBD מזוקק) בממס, כך שתיווצר תמיסה רוויית-יתר. גלים אולטרסוניים פועלים כגירוי חיצוני המתחיל את היווצרותם של גרעיני התגבשות (התגרענות) ומסייע לעודד את צמיחת הגבישים ולבקר אותה.
ממסים המשמשים בדרך כלל: פנטאן או הפטאן.
כיצד טיפול אולטרסוני מעודד התגבשות של CBD?
טיפול אולטרסוני הוא שיטת ערבול יעילה ביותר המייצרת תמיסה הומוגנית רוויית-יתר של תמצית ה-CBD בממס. במהלך הבחישה האולטרסונית העזה של התמיסה רוויית-היתר, עשויים להיווצר גרעיני התגבשות המשמשים בהמשך כנקודות צמיחה לגבישי ה-CDB. ערבול אולטרסוני מגביר את מעבר המסה בין גרעיני ההתגבשות הראשוניים לבין התמיסה רוויית-היתר, כך שהגבישים גדלים במהירות ובאחידות. משמעות הדבר היא שסוניקציה היא טכניקה יעילה מאוד לעידוד ולבקרה של ייצור גבישי CBD.
כור עם מכשיר אולטרסוני UIP2000hdT לסונו-התגבשות של קנבינואידים
מה אומר המחקר
“כאשר מפעילים אולטרסאונד על תמיסה לצורך התגבשות, הוא יכול להשפיע באופן משמעותי על תכונות התוצרים הגבישיים. הקרנה אולטרסונית מקצרת את זמן האינדוקציה, מצמצמת את תחום המטא-יציבות ומגבירה את קצב ההתגרענות. בשל השפעות אלו, היא מניבה בדרך כלל גבישים קטנים יותר עם התפלגות גדלים צרה יותר בהשוואה להתגבשות קונבנציונלית. כמו כן, הקרנה אולטרסונית יכולה לגרום לפירוק של גבישים קיימים לשברים, הנגרם מהתנגשויות בין גבישים או מסונו-פרגמנטציה.” [Kim and Suslick, 2018]
התגבשות קנבינואידים תוך בחישה
התגבשות אולטרסונית (המוכרת גם כסונו-התגבשות) היא צורה של התגבשות מבוקרת תוך בחישה, העולה על טכניקות שיקוע קונבנציונליות בזכות היווצרות מהירה של גבישים עקב ערבול אולטרסוני עז. הבחישה והערבוב האולטרסוניים מחדירים כוחות קינטיים גבוהים לתערובת של תמצית ה-CBD והממס. כך נוצרת תמיסה רוויית-יתר, שבה הערבול האולטרסוני מעודד בהמשך את מעבר המסה ומאיץ את קצב ההתגבשות. התגבשות אולטרסונית היא תהליך מהיר הניתן לבקרה מדויקת. הדבר מאפשר צמיחת גבישים בגודל אחיד ושמירה מתמשכת על רמה גבוהה של איכות המוצר. באמצעות התאמת פרמטרי הסוניקציה, התגבשות אולטרסונית מאפשרת גיבוש של גבישים אחידים בגודל מיקרוני או ננומטרי. גדלו גבישים בגודל מותאם באמצעות יישום פרמטרי תהליך מבוססים. באמצעות סונו-התגבשות ניתן לשקע גבישים בגודל ננומטרי, המציעים זמינות ביולוגית גבוהה יותר וזוכים להערכה מצד לקוחות בזכות יעילות גבוהה יותר ויתרונות בריאותיים ניכרים. הבקרה המדויקת על פרמטרי הסונו-התגבשות מניבה תוצאות הניתנות לחזרה ולשחזור. יתרה מכך, ניתן להגדיל את היקף ההתגבשות האולטרסונית של קנבינואידים באופן ליניארי לחלוטין לכל נפח ייצור. מכיוון שהתגבשות אולטרסונית מניבה CBD מבודד באיכות גבוהה, תהליכי המשך כגון טיהור מצטמצמים למינימום.
המכשיר UP200St ניתן לשילוב בכורים כימיים עם בחישה כדי להאיץ ולשפר את ההתגבשות.
- התגבשות תוך בחישה
- התגבשות משותפת
- התגבשות באמצעות נוגד-ממס
- התגבשות בקירור
- התגבשות מנתך
- התגבשות תגובתית / שיקוע
מגבשים אולטרסוניים לייצור תבדיד CBD
Hielscher Ultrasonics היא השותפה שלכם בעלת הניסיון רב השנים לתהליכי התגבשות אולטרסונית בעלי ביצועים גבוהים. Hielscher Ultrasonics מספקת מגוון רחב של ציוד להתגבשות אולטרסונית לעיבוד במנות ולעיבוד רציף בקו. הציוד של Hielscher Ultrasonics מותקן במתקני עיבוד מזון ותרופות ברחבי העולם ועומד בתקני האיכות הגבוהים ביותר. מערכות ההתגבשות האולטרסונית של Hielscher מתאימות לתקנון תהליכים, לשמירה על איכות מוצר גבוהה באופן עקבי ולתנאי ייצור נאותים (GMP), ועולות בקנה אחד עם יעדיכם להשגת תקני ייצור מעולים.
- גבישים בגודל מיקרוני וננומטרי (ניתן להתאמה)
- יעילות גבוהה
- צמיחת גבישים מבוקרת במדויק
- צמיחת גבישים אחידה
- צורה ללא פגמים
- תהליך במעבר יחיד / בכלי אחד
- תוצאה הניתנת לחזרה ולשחזור
- תפעול קל ובטוח
משרעות גבוהות להתגבשות בסיוע אולטרסאונד
סוניקציה בגלי אולטרסאונד בעלי משרעת גבוהה קיצרה את זמן ההשראה יותר מסוניקציה בגלים בעלי משרעת נמוכה. [Kim and Suslick, 2018] טיפול אולטרסוני בהספק גבוה ובמשרעות גבוהות יוצר באופן עקבי מיקרו־מערבולות עזות, כוחות גזירה וערבול. תנועות מיקרוסקופיות ומקרוסקופיות אלה בתרחיף הרווי ביתר מביאות לשיפור מעבר המסה ובעקבותיו לעלייה בקצבי ההתגבשות. המעבדים האולטרסוניים התעשייתיים של Hielscher Ultrasonics יכולים לספק משרעות גבוהות מאוד. ניתן להפעילם בקלות וברציפות במשרעות של עד 200µm בפעולה של 24/7. למשרעות גבוהות אף יותר זמינות סונוטרודות אולטרסוניות המותאמות אישית.
כל הציוד בנוי לשימוש של 24/7/365 בעומס מלא, ועמידותו ואמינותו הופכות אותו לסוס העבודה בתהליך ההתגבשות שלכם בסיוע אולטרסאונד. כך הופך הציוד האולטרסוני של Hielscher לכלי עבודה אמין העונה על דרישות ההתגבשות שלכם בסיוע אולטרסאונד.
משרעות הניתנות לבקרה מדויקת להתגבשות מעולה
כל המעבדים האולטרסוניים של Hielscher ניתנים לבקרה מדויקת, ולכן הם סוסי עבודה אמינים במחקר ופיתוח ובייצור. המשרעת היא אחד מפרמטרי התהליך המכריעים המשפיעים על היעילות והאפקטיביות של התגבשות בסיוע אולטרסאונד. כל המעבדים של Hielscher Ultrasonics מאפשרים הגדרה מדויקת של המשרעת. המעבדים האולטרסוניים התעשייתיים של Hielscher יכולים לספק משרעות גבוהות מאוד ואת העוצמה האולטרסונית הנדרשת ליישומים תובעניים. ניתן להפעילם בקלות וברציפות במשרעות של עד 200µm בפעולה של 24/7.
הגדרות מדויקות של המשרעת וניטור מתמיד של פרמטרי התהליך האולטרסוני באמצעות תוכנה חכמה מאפשרים לכם להשפיע במדויק על תגובת ההתגבשות בסיוע אולטרסאונד. בכל הפעלת סוניקציה, כל הפרמטרים האולטרסוניים מתועדים אוטומטית בכרטיס SD מובנה, כך שניתן להעריך ולבקר כל הפעלה. סוניקציה מיטבית להתגבשות היעילה ביותר בסיוע אולטרסאונד!
סוניקציה בטמפרטורה מבוקרת
בתהליכי התגבשות של קנבינואידים, הטמפרטורה היא פרמטר תהליך מכריע המשפיע על התוצאה ועל איכות גבישי ה־CBD. הכורים של Hielscher להתגבשות בסיוע אולטרסאונד מצוידים במעטפת קירור לשמירה על טמפרטורת התהליך בטווח. נוסף על כך, המערכות שלנו להתגבשות בסיוע אולטרסאונד כוללות תוכנה חכמה המנטרת את טמפרטורת התהליך באמצעות חיישן טמפרטורה שניתן לחברו. בתפריט הידידותי למשתמש, המשתמש יכול להגדיר גבול טמפרטורה עליון ותחתון. ברגע שטמפרטורת התהליך עולה מעבר לטווח הטמפרטורה שהוגדר, המכשיר האולטרסוני משהה את פעולתו עד שהטמפרטורה חוזרת ל־∆T שהוגדר מראש. כך מתקבלת שליטה מדויקת בפרמטר החשוב בתהליך ההתגבשות, ״טמפרטורה״.
ה־MultiPhaseCavitator לקבלת גבישים אחידים
MultiPhaseCavitator MPC48 הוא תוסף ייחודי לתא זרימה הכולל 48 קנולות להזרקת הפאזה השנייה (כלומר, תזקיק ה-CBD) ישירות למוקד הקוויטציה. כך נוצרת תערובת אחידה מאוד של תזקיק CBD וממס, המהווה את התמיסה הרוויה ביתר שבה ייווצרו גרעיני גבישי ה-CBD. החשיפה בכור האולטרסוני מאפשרת שליטה מדויקת בהתגרענות ובצמיחת הגבישים. MultiPhaseCavitator הופך את תהליכי הגיבוש ליעילים ביותר, ובזכות הבקרה המדויקת מאפשר תקנון של התהליך. תהליך ייצור בעל רמת תקנון גבוהה הוא חלק מתנאי ייצור נאותים (GMP) ומסייע לייצר באופן רציף מוצרים באיכות הגבוהה ביותר.
כור אולטרסוני עם MultiPhaseCavitator לגיבוש משופר באמצעות סוניקציה
האיכות הגבוהה ביותר – מתוכנן ומיוצר בגרמניה
כעסק בבעלות משפחתית ובניהול משפחתי, Hielscher מעניקה עדיפות לתקני האיכות הגבוהים ביותר עבור המעבדים האולטרסוניים שלה. כל המכשירים האולטרסוניים מתוכננים, מיוצרים ונבדקים ביסודיות במטה שלנו בטלטו שליד ברלין, גרמניה. העמידות והאמינות של הציוד האולטרסוני של Hielscher הופכות אותו לסוס עבודה במערך הייצור שלכם. פעולה 24/7 בעומס מלא ובסביבות תובעניות היא מאפיין טבעי של הגשושים והכורים האולטרסוניים עתירי הביצועים של Hielscher.
צרו איתנו קשר עכשיו וספרו לנו על הדרישות שלכם לגיבוש באמצעות סוניקציה! נמליץ לכם על מערכת הגיבוש האולטרסונית ותצורת הכור המתאימות ביותר!
צרו איתנו קשר! / שאלו אותנו!
ספרות / מקורות
- Kim, Hyo Na; Suslick, Kenneth (2018): The Effect of Ultrasound on Crystals – Sonocrystallization and Sonofragmentation. Crystals 2018, 8, 28.
- Gielen, Bjorn; Jordens, Jeroen; Thomassen, Leen C. J.; Braeken, Leen; Van Gerven, Tom (2017): Agglomeration Control during Ultrasonic Crystallization of an Active Pharmaceutical Ingredient. Crystals 7, 40. 2017.
- Antunes, ABD; De Geest, BG; Vervaet, C.; Remon, JP (2013): Solvent-free drug crystal engineering for drug nano- and micro suspensions. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 48(1-2), 2013. 121-129.
- R. McKee, E. Frank, J. Heath, D. Owen, R. Przygoda, G. Trimmer, F. Whitman (1998): Toxicology of n-pentane (CAS no. 109-66-0). Journal of Applied Toxicolicology Nov-Dec 1998;18(6):431-42.
עובדות שכדאי לדעת
פנטאן כממס
n-Pentane (מספר CAS 109-6-0) הוא ממס פחמימני המשמש בדרך כלל לגיבוש קנבינואידים כגון CBD.
“n-pentane לא גרם לרעילות חריפה במתן דרך הפה או בשאיפה, לא גרם לגירוי בעור או בעיניים ולא גרם לריגוש עורי. הוא לא הפגין רעילות מצטברת ברמות של עד 20,000 mg m(-3), שהן כמחצית מגבול הנפיצות התחתון והרמה הגבוהה ביותר שנחשבה בטוחה לבדיקה. הוא לא גרם לרעילות התפתחותית ולא היה מוטגני. ממידע זה וממידע קיים נוסף עולה כי n-pentane אינו מצריך סיווג בגין סיכוני רעילות אפשריים (כהגדרתם בנספח VI של דירקטיבת החומרים המסוכנים של האיחוד האירופי, 1993), אף שתכונותיו הפיזיקליות מצביעות על כך שראוי להזהיר מפני האפשרות לשאיפת החומר לריאות. נוסף על כך, אין סיבה להפחית את ערכי החשיפה התעסוקתית המומלצים כיום. לבסוף, אף שיש כמה סוגיות בטיחות הקשורות לדליקות של n-pentane, היעדר רעילות הניתנת להדגמה ברמות טיפול גבוהות מצביע על כך שהסיכון להשפעות בריאותיות שליליות הוא מזערי בכל קבוצות האוכלוסייה.” (McKee et al. 1998)
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים אולטרסוניים עתירי ביצועים ליישומי ערבוב, דיספרסיה, תחלוב ומיצוי בקנה מידה מעבדתי, בקנה מידה של פיילוט ובקנה מידה תעשייתי.