Schizophyallan הוא פטרייתי β-גלוקן עם תכונות אימונומודולציה. עבור השפעות רפואיות פעילות מאוד, סכיזופילן חייב להיות משקל מולקולרי נמוך על מנת להראות זמינות ביולוגית משופרת. Ultrasonication הוכח להפחית את המשקל המולקולרי של סכיזופילן. כשיטה אמינה ויעילה, sonication ניתן ליישם בקלות לייצור של סכיזופילן במשקל מולקולרי נמוך.

פטריות סכיזופילום ומיצוי בטא-גלוקן על-קולי

מינים של פטריות סכיזופילום גדלים בטבע על עצים נרקבים לאחר עונות גשומות. גופי הפירות נאספים בעונה היבשה הבאה. מינים סכיזופילום עשירים בתרכובות ביוכימיות כגון גלוקנים ולכן נצרכים במיוחד במדינות טרופיות כמו מזון ותרופות. בשל תכונות אימונומודולטורית, אנטי פטרייתית, אנטי-נופלסטית ואנטי ויראלית, קומונה סכיזופילום, הידועה גם בשם פטריות ספליטגיל, משכה חברות ביוטכנולוגיה ותרופות.
הסכיזופילן הפוליסכריד, הידוע גם בשם סיזופיראן, סוניפילן או סיזופילן, הוא β-גלוקן העיקרי שנמצא בפטריות סכיזופילום, המציעות סכיזופילן ביואקטיבי יעיל ביותר β-גלוקן.
פטריות קומונה סכיזופילום לגדול בטבע על עצים, תפטיר יכול להיות גם תרבית מרק תסיסה. עבור יישומים פרמצבטיים וקוסמטיים, סכיזופילן במשקל מולקולרי נמוך הוא הרבה יותר יעילות מאשר סכיזופילן במשקל מולקולרי גבוה. זאת בשל העובדה כי סכיזופילן במשקל מולקולרי נמוך מראה באופן משמעותי טוב יותר הזמינות הביולוגית ושיעורי ספיגה. באופן אדוייני, סכיזופילן במשקל מולקולרי גבוה הוא לעתים קרובות בעייתי ביישומים שכן הוא גורם צמיגות גבוהה של פתרונות מימי שלה.
הפחתת גודל אולטרה סאונד היא טכניקה יעילה ואמינה מאוד כדי להוריד את המשקל המולקולרי של סכיזופילן, ובכך להגדיל את האיכות של מולקולת β-גלוקן.

פרוטוקול לייצור סכיזופילן במשקל מולקולרי נמוך

מאז סכיזופילן משקל מולקולרי מדגים באופן דרסטי טוב יותר הזמינות הביולוגית ואת תכונות היישום, צוות המחקר של Smirnou חקר ultrasonication עבור מחשוף והפחתת גודל של סכיזופילן מולקולת β-גלוקן.

אולטרה סאונד של סכיזופילן

β-1.3(1.6)-סכיזופילן גלוקן (SPG) יוצר על ידי טיפוח שקוע של פטריית קומונה S. בביוראקטור באמצעות סוכרוז כמצע.
לאחר סיום הטיפוח, מרק תרבות היה מדולל עם מים demineralized לריכוז סכיזופילן 2 גרם / ליטר ultrasonicated עם אולטראסאונד מעבד UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, גרמניה) במצב מיחזור בפרמטרים ובתנאים הבאים: זרימה בינונית 50 מ"ל/ s, תדירות 20 קילו-הרץ, פלט 2000 W, סוג sonotrode BS2d22, סוג המאיץ B2-1.4 ומשרעת 100%. טמפרטורת מרק תרבות בתחילת sonication היה 25°C. מרק התרבות ultrasonicated (קלט אנרגיה ספציפי 100 Ws / mL) סונן באמצעות מסנן עומק סייץ HS800 תחת לחץ 1.5 בר ב 40 °C. הסכיזופילן ultrasonicated (uSPG) לאפיון כימי היה זירז מן הסינון עם כמות משולשת של אלכוהול איזופרופיל בטמפרטורת מעבדה, ויובש ב 60 °C עבור 12h uSPG פתרונות למחקרים אימונולוגיים הוכנו כדלקמן: (1) סינון מרק תרבות ultrasonicated היה diafilted באמצעות 0.1m2 Pall Centramate T-series PES סדרה קלטת (100 kDa לחתוך) ב 0.8 בר ו diafiltration המשיך עד מוליכות retentate היה 20 μS / ס"מ; (2) הפתרון התרכז על ידי דיפין לריכוז uSPG 1 גרם / ליטר ועוקר על ידי autoclaving ב 120 ° C / 20 דקות. uSPG denatured הוכן באופן דומה, אלא NaOH נוספה מרק התרבות סינון בריכוז 0.2 M ואת הפתרון אלקליזציה היה דגירה במשך 30 דקות בטמפרטורת המעבדה לפני diafiltration.

שיטות אנליטיות

תפוקת התפטיר הוערכה באופן כבידתי: מרק תרבות היה מדולל במים 1:4, צנטריפוגות 10000 × גרם ב 25 מעלות צלזיוס במשך 20 דקות, משקעים נשטפו עם כמות משולשת של מים, מיובש ב 60 מעלות צלזיוס משוקלל. סכיזופילן היה מזועזע מסופרנט עם כמות משולשת של אלכוהול איזופרופיל, מיובש ב 60 מעלות צלזיוס במשך 24h והתשואה שלה נקבעה כבידתית. pO2 במרק התרבות נמדד על ידי בדיקה אופטית המילטון-Visiferm DO 120 (המילטון, שוויץ).
צמיגות דינמית מרק תרבות נמדדה על בודק Visco HAAKE 6L עם צירים 1L ו 2L ב 4 ° C ומהירות סיבוב של 30 סל"ד. מהירות הסינון חושבה מזמן הסינון של מרק תרבות 500 מ"ל עד 200 × מסנן עומק Seitz HS800 (Pall, USA) בלחץ 1.5 פס ו-40 מעלות צלזיוס.
משקל מולקולרי uSPG נמדד על ידי SEC-MALLS על מערכת HPLC הברית (מים) עם סדרת חיבור PL aquagel OH60 ו PL aquagel OH40 עמודות, גלאי miniDAWN TREOS (וויאט) התרכז על ידי diafiltration לריכוז uSPG 1 g / L ו מעוקר על ידי autoclaving ב 120 ° C / 20 דקות. uSPG denatured הוכן באופן דומה, אלא NaOH נוספה מרק התרבות סינון בריכוז 0.2 M ואת הפתרון אלקליזציה היה דגירה במשך 30 דקות בטמפרטורת המעבדה לפני diafiltration.

תוצאות:
הטיפול ultrasonication הוחל ישירות S. קומונה 144-h מרק תרבות עם תפטיר כדי להקל על עיבוד SPG במורד הזרם.
 
מאפיינים של סכיזופילן סוניקציה: סכיזופילן אולטרה סאונד (uSPG) היה מזורם מרק תרבות סינון על ידי אלכוהול ומאופיין. ה-SEC-MALLS העריכו כי מספר ה-Mw של USPG הוא בסביבות 1 מד"א. המשקל המולקולרי הממוצע של סכיזופילן מתסיסה נוזלית הוא כ-5 מד"א, ואילו בטיפוח מצב מוצק הוא עשוי להגיע עד 10 מד"א. השוואת המשקל המולקולרי של סכיזופילן ultrasonicated עם המשקולות המולקולריות של סכיזופילן לא מטופל יליד, 5-עד 10-פי 10 משקל מולקולרי מופחת ניתן לראות עקב ultrasonication.
הפוליסכריד sonicated uSPG הכיל 0.7% w / w חלבון ו 1.0% w / w שאריות לאחר ההצתה. uSPG הידרוליזאט כלל גלוקוז עם יותר מ 99%. התוצאות האנליטיות מצביעות על כך שסוניקציה מבקעת את עמוד השדרה β-גלוקן באופן אקראי וענפי הצד נשארים שלמים ובכך מפחיתים את הגודל והמשקל המולקולרי של סכיזופילן. מחקרים אימונולוגיים על uSPG ללא חלבון ואנדוטוקסין הראו, כי סכיזופילן נמוך-Mw מבוטא פעילות אימונומודולטורית.

 
צמיגות מופחתת: Ultrasonication הביא לירידה משמעותית של צמיגות מרק תרבות. במהלך ultrasonication, צמיגות מרק תרבות השתנה באופן לא ליניארי: ירידה צמיגות היה מהיר בתחילת אולטרה- sonication, אבל מאוחר יותר זה האט. קלט אנרגיה ספציפי 100 Ws / mL היה מספיק כדי להפחית את צמיגות מרק התרבות כמעט 7 פעמים.

סינון משופר: מרק התרבות שטופלו באולטרסאונד זרם דרך המסנן מהר יותר מאשר מרק התרבות הלא מטופל (קלט אנרגיה ספציפי 0 Ws / mL) עם SPG מולקולרי גבוה. חוץ מזה, ultrasonication מופחת באופן משמעותי אובדן המוצר במהלך סינון. הסינון של ציר תרבות לא מטופל עם SPG מולקולרי גבוה (קלט אנרגיה ספציפי 0 Ws/ mL) הכיל 0.3 ± 0.07 גרם / LPG, בעוד ריכוז SPG לפני סינון עומק היה 2 גרם / L. לעומת זאת, הסינון של 100 Ws / mL תרבית ultrasonicated שניהם הכילו SPG בריכוז 2.2 ± 0.2 גרם / ליטר, אשר מתאים כמעט אפס אובדן מוצר.

מסקנה: בסיומם צוות המחקר מחדש כי עיבוד קולי היא טכנולוגיה effcient לייצור של סכיזופילן במשקל נמוך מולקולרי, אשר יכול לשמש לאחר מכן קוסמטיקה ורפואה. Ultrasonication, כאשר מוחל על מרק תרבות מלאה עם תפטיר, מביא יתרונות מסוימים לייצור סכיזופילן. זה מפחית את אובדן המוצר במהלך עיבוד במורד הזרם ועושה ייצור של פוליסכריד מטוהר מאוד אפשרי עקב שימוש יעיל של סינון אולטרה.
בנוסף, החוקרים מצאו כי עיבוד קולי של סכיזופילן הוא מדרגי בקלות. יחידה אחת של צמח הפיילוט אולטרה סאונד disintegrator UIP2000hdT מעובד 1 ליטר של מרק תרבות ב 110 s במצב זרימה. הפרודוקטיביות של המערכת ניתן להגדיל בקלות על ידי חיבור רציף של יחידות אולטרסאונד נוספות.

 
קראו עוד על ההרחבה הפשוטה של מיצוי פטריות!
 

ציוד אולטרה סאונד ביצועים גבוהים לעיבוד גלוקן פטרייתי

פיצול של סוכרים כגון גלוקנים, כמו גם תרכובות ביו-אקטיביות אחרות כגון chitin ו chitosan יכול להיות תהליכים אמינים עם ציוד קולי ביצועים גבוהים Hielscher. האולטרסוניקטורים שלנו יכולים לספק אמפליטודות גבוהות, מציעים יכולת שליטה מדויקת על פרמטרי התהליך וניתן להפעיל אותם 24/7 תחת עומס כבד ובסביבות תובעניות. טווח ציוד Hielscher Ultrasonics ממלא דרישות אלה בצורה אמינה. מלבד ביצועי אולטרסאונד מצטיינים, אולטרסוניקטורים Hielscher להתפאר יעילות אנרגיה גבוהה, המהווה יתרון כלכלי משמעותי – במיוחד כאשר מועסקים על ייצור בקנה מידה גדול מסחרי.
Hielscher ultrasonicators הם מערכות בעלות ביצועים גבוהים שניתן לצייד באביזרים כגון sonotrodes, מאיצים, כורים או תאי זרימה כדי להתאים את צרכי התהליך שלך בצורה אופטימלית. עם תצוגת צבע דיגיטלית, האפשרות להקפדה מראש sonication פועל, הקלטת נתונים אוטומטית על כרטיס SD משולב, שליטה בדפדפן מרחוק ותכונות רבות יותר, בקרת תהליך הגבוהה ביותר וידידותיות למשתמש מובטחים. בשילוב עם חוסן ויכולת נשיאת עומס כבדה, מערכות אולטראסאונד Hielscher הם סוס העבודה האמין שלך בייצור. הפחתת המשקל המולקולרי של β-גלוקנים כגון סכיזופילן דורש אולטרסאונד רב עוצמה כדי להשיג את המחשוף הממוקד ומוצר סכיזופילן סופי באיכות גבוהה, אשר יכול לשמש עבור יישומים פרמצבטיים.
 
ניתן למצוא מידע נוסף על מיצוי בטא-גלוקן על-קולי מפטריות כולל הוראות שלב אחר שלב כאן!
 
הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו: