अत्यधिक शुद्ध Schizophyllan बीटा-Glucans के अल्ट्रासोनिक उत्पादन
स्किज़ोफियालन एक कवक β-ग्लूकन है जिसमें इम्यूनोमॉड्यूलेटिंग गुण होते हैं। अत्यधिक सक्रिय औषधीय प्रभावों के लिए, बेहतर जैव उपलब्धता दिखाने के लिए स्किज़ोफिलन का आणविक भार कम होना चाहिए। अल्ट्रासोनिकेशन स्किज़ोफिलन के आणविक भार को कम करने के लिए सिद्ध हुआ है। विश्वसनीय और प्रभावोत्पादक विधि के रूप में, कम आणविक भार स्किज़ोफिलन के उत्पादन के लिए सोनिकेशन को आसानी से लागू किया जा सकता है।
Schizophyllum मशरूम और अल्ट्रासोनिक बीटा-ग्लूकन निष्कर्षण
स्किज़ोफिलम मशरूम की प्रजातियां बरसात के मौसम के बाद क्षयकारी पेड़ों पर प्रकृति में उगती हैं। फलों के शरीर निम्नलिखित शुष्क मौसम में एकत्र किए जाते हैं। स्किज़ोफिलम प्रजातियां ग्लूकन जैसे जैव रासायनिक यौगिकों में समृद्ध हैं और इसलिए विशेष रूप से उष्णकटिबंधीय देशों में भोजन और दवा के रूप में खपत होती हैं। अपने इम्यूनोमॉड्यूलेटरी, एंटिफंगल, एंटीनोप्लास्टिक और एंटीवायरल गुणों के कारण, स्किज़ोफिलम कम्यून, जिसे स्प्लिटगिल मशरूम के रूप में भी जाना जाता है, ने बायोटेक और दवा कंपनियों को आकर्षित किया है।
पॉलीसेकेराइड स्किज़ोफिलन, जिसे सिज़ोफ़ारान, सोनिफिलान या सिज़ोफिलन के रूप में भी जाना जाता है, स्किज़ोफिलम मशरूम में पाया जाने वाला प्रमुख β-ग्लूकन है, जो अत्यधिक प्रभावी बायोएक्टिव β-ग्लूकन स्किज़ोफिलन प्रदान करता है।
स्किज़ोफिलम कम्यून मशरूम पेड़ों पर प्रकृति में उगते हैं, माइसेलियम को किण्वन शोरबा में भी सुसंस्कृत किया जा सकता है। दवा और कॉस्मेटिक अनुप्रयोगों के लिए, कम आणविक भार स्किज़ोफिलन उच्च आणविक भार स्किज़ोफिलन की तुलना में अधिक प्रभावशाली है। यह इस तथ्य के कारण है कि कम आणविक भार सिज़ोफिलन काफी बेहतर जैव उपलब्धता और अवशोषण दर दिखाता है। मूल रूप से, उच्च आणविक भार स्किज़ोफिलन अक्सर अनुप्रयोगों में समस्याग्रस्त होता है क्योंकि इसके जलीय समाधानों की उच्च चिपचिपाहट होती है।
अल्ट्रासोनिक आकार में कमी स्किज़ोफिलन के आणविक भार को कम करने के लिए एक अत्यधिक प्रभावी और विश्वसनीय तकनीक है, जिससे β-ग्लूकन अणु की गुणवत्ता में वृद्धि होती है।
अल्ट्रासोनिकेटर यूआईपी2000एचडीटी स्किज़ोफिलन, एक कवक β-ग्लूकन के आणविक भार को कम करने के लिए सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था
कम आणविक भार स्किज़ोफिलन के उत्पादन के लिए प्रोटोकॉल
चूंकि आणविक भार स्किज़ोफिलन काफी बेहतर जैव उपलब्धता और अनुप्रयोग गुणों को प्रदर्शित करता है, इसलिए स्मिरनौ की शोध टीम ने β-ग्लूकन अणु स्किज़ोफिलन के दरार और आकार में कमी के लिए अल्ट्रासोनिकेशन की जांच की।
Schizophyllan के ultrasonication
β-1.3 (1.6) -ग्लूकन स्किज़ोफिलन (एसपीजी) का उत्पादन सब्सट्रेट के रूप में सुक्रोज का उपयोग करके बायोरिएक्टर में एस कम्यून कवक की जलमग्न खेती द्वारा किया गया था।
खेती के अंत के बाद, संस्कृति शोरबा को स्किज़ोफिलन एकाग्रता 2 ग्राम/एल के लिए डिमिनरलाइज्ड पानी से पतला किया गया था और इसके साथ अल्ट्रासोनिकेटेड किया गया था अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, जर्मनी) निम्नलिखित मापदंडों और शर्तों पर रीसायकल मोड में: मध्यम प्रवाह 50 एमएल/एस, आवृत्ति 20 किलोहर्ट्ज़, आउटपुट 2000 डब्ल्यू, सोनोट्रोड प्रकार बीएस 2 डी 22, बूस्टर प्रकार बी 2-1.4 और आयाम 100%। सोनीशन की शुरुआत में संस्कृति शोरबा तापमान 25 डिग्री सेल्सियस था। अल्ट्रासोनिकेटेड कल्चर शोरबा (विशिष्ट ऊर्जा इनपुट 100 Ws/mL) को Seitz HS800 डेप्थ फिल्टर के माध्यम से 40 °C पर 1.5 बार दबाव के तहत फ़िल्टर किया गया था। रासायनिक लक्षण वर्णन के लिए अल्ट्रासोनिकेटेड स्किज़ोफिलन (यूएसपीजी) को प्रयोगशाला तापमान पर आइसोप्रोपिल अल्कोहल की तिगुनी मात्रा के साथ छानना से अवक्षेपित किया गया था, और प्रतिरक्षाविज्ञानी अध्ययन के लिए 12h यूएसपीजी समाधान के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर सूख गया था: (1) अल्ट्रासोनिकेटेड संस्कृति शोरबा छानना 0.1m2 पाल सेंट्रामेट टी-सीरीज़ पीईएस कैसेट (100 केडीए कट-ऑफ) के माध्यम से 0.8 बार पर डायफिल्ट्रेट किया गया था और डायफिल्ट्रेशन तब तक जारी रहा जब तक कि प्रतिधारण चालकता 20 μS/cm नहीं थी; (2) समाधान को डायफिल्ट्रेशन द्वारा यूएसपीजी एकाग्रता 1 ग्राम/एल तक केंद्रित किया गया था और 120 डिग्री सेल्सियस/20 मिनट पर आटोक्लेविंग द्वारा निष्फल किया गया था। विकृत यूएसपीजी को इसी तरह से तैयार किया गया था, सिवाय इसके कि NaOH को 0.2 एम की एकाग्रता में संस्कृति शोरबा छानना में जोड़ा गया था और क्षारीकृत समाधान को डायफिल्ट्रेशन से पहले प्रयोगशाला तापमान पर 30 मिनट के लिए इनक्यूबेट किया गया था।
विश्लेषणात्मक तरीके
मायसेलियम उपज का अनुमान गुरुत्वाकर्षण से लगाया गया था: संस्कृति शोरबा पानी 1: 4 से पतला था, 20 मिनट के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर 10000 × ग्राम अपकेंद्रित्र किया गया था, अवक्षेप को पानी की तीन गुना मात्रा से धोया गया था, 60 डिग्री सेल्सियस पर सूख गया था और भारित किया गया था। स्किज़ोफिलन को आइसोप्रोपिल अल्कोहल की ट्रिपल मात्रा के साथ सतह पर तैरनेवाला से अवक्षेपित किया गया था, 24 घंटे के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर सूख गया था और इसकी उपज गुरुत्वाकर्षण रूप से निर्धारित की गई थी। संस्कृति शोरबा में पीओ 2 ऑप्टिकल जांच हैमिल्टन-विसिफर्म डीओ 120 (हैमिल्टन, स्विट्जरलैंड) द्वारा मापा गया था।
संस्कृति शोरबा गतिशील चिपचिपाहट को HAAKE Visco परीक्षक 6L पर स्पिंडल 1L और 2L के साथ 4 °C और 30 rpm की रोटेशन गति पर मापा गया था। निस्पंदन गति की गणना 500 एमएल संस्कृति शोरबा के निस्पंदन समय से 200 × 200 मिमी सेइट्ज़ एचएस 800 (पाल, यूएसए) गहराई फिल्टर के माध्यम से 1.5 बार दबाव और 40 डिग्री सेल्सियस पर की गई थी।
यूएसपीजी आणविक भार को एचपीएलसी सिस्टम एलायंस (वाटर्स) पर एसईसी-मॉल द्वारा श्रृंखला से जुड़े पीएल एक्वागेल ओएच 60 और पीएल एक्वागेल ओएच 40 कॉलम के साथ मापा गया था, और डिटेक्टर मिनीडॉन ट्रेओस (व्याट) को डायफिल्ट्रेशन द्वारा यूएसपीजी एकाग्रता 1 ग्राम / एल तक केंद्रित किया गया था और 120 डिग्री सेल्सियस / 20 मिनट पर ऑटोक्लेविंग द्वारा निष्फल किया गया था। विकृत यूएसपीजी को इसी तरह से तैयार किया गया था, सिवाय इसके कि NaOH को 0.2 एम की एकाग्रता में संस्कृति शोरबा छानना में जोड़ा गया था और क्षारीकृत समाधान को डायफिल्ट्रेशन से पहले प्रयोगशाला तापमान पर 30 मिनट के लिए इनक्यूबेट किया गया था।
यूआईपी2000एचडीटी स्किज़ोफिलन आणविक भार में कमी के लिए
अल्ट्रासोनिकेटर UP400St (400W, 24kHz) स्किज़ोफिलन प्रसंस्करण के लिए
अल्ट्रासोनिकेशन उपचार एसपीजी डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण की सुविधा के लिए मायसेलियम के साथ एस कम्यून 144-एच संस्कृति शोरबा पर सीधे लागू किया गया था।
सोनिकेटेड स्किज़ोफिलन के लक्षण: अल्ट्रासोनिकेटेड स्किज़ोफिलन (यूएसपीजी) को शराब द्वारा संस्कृति शोरबा छानना से उपजी थी और इसकी विशेषता थी। एसईसी-मॉल्स ने यूएसपीजी की मेगावाट क्षमता का अनुमान लगभग 1 एमडीए लगाया है। तरल किण्वन से स्किज़ोफिलन का औसत आणविक भार लगभग 5 एमडीए है, जबकि ठोस अवस्था की खेती में यह 10 एमडीए तक पहुंच सकता है। देशी अनुपचारित स्किज़ोफिलन के आणविक भार के साथ अल्ट्रासोनिकेटेड स्किज़ोफिलन के आणविक भार की तुलना में, अल्ट्रासोनिकेशन के कारण 5- से 10 गुना कम आणविक भार देखा जा सकता है।
सोनिकेटेड पॉलीसेकेराइड यूएसपीजी में इग्निशन के बाद 0.7% w/w प्रोटीन और 1.0% w/w अवशेष थे। यूएसपीजी हाइड्रोलाइज़ेट में 99% से अधिक ग्लूकोज शामिल था। विश्लेषणात्मक परिणामों से संकेत मिलता है कि सोनिकेशन β-ग्लूकन रीढ़ की हड्डी को बेतरतीब ढंग से साफ करता है और साइड शाखाएं बरकरार रहती हैं जिससे सिज़ोफिलन का आकार और आणविक भार कम हो जाता है। अनिवार्य रूप से प्रोटीन- और एंडोटॉक्सिन मुक्त यूएसपीजी पर प्रतिरक्षाविज्ञानी अध्ययनों से पता चला है कि अल्ट्रासोनिकेटेड कम-मेगावॉट स्किज़ोफिलन ने इम्यूनोमॉड्यूलेटरी गतिविधि का उच्चारण किया है।
एएफएम इमेजिंग (शीर्ष पर) और स्थलाकृतिक प्रोफ़ाइल (तल पर) देशी अल्ट्रासोनिकेटेड स्किज़ोफिलन की। रिज़ॉल्यूशन 512 × 512 pxs2 के साथ अर्ध-संपर्क मोड में माप। शर्तें: सोने की कोटिंग, वसंत निरंतर 15.3 एन / एम, टिप शंकु कोण <22°.
कम चिपचिपापन: अल्ट्रासोनिकेशन के परिणामस्वरूप संस्कृति शोरबा चिपचिपाहट में उल्लेखनीय कमी आई। अल्ट्रासोनिकेशन के दौरान, संस्कृति शोरबा चिपचिपाहट गैर-रैखिक रूप से बदल गई: अल्ट्रा-सोनिकेशन की शुरुआत में चिपचिपाहट में कमी तेजी से हुई, लेकिन बाद में यह धीमा हो गया। विशिष्ट ऊर्जा इनपुट 100 Ws/mL संस्कृति शोरबा चिपचिपाहट को लगभग 7 गुना कम करने के लिए पर्याप्त था।
S.commune संस्कृति शोरबा की अल्ट्रासोनिकेशन, जो 144h के लिए बायोरिएक्टर में कवक की खेती द्वारा प्राप्त की गई थी। अल्ट्रासोनिकेशन अवधि का प्रभाव (डब्ल्यूएस / एमएल में विशिष्ट ऊर्जा इनपुट के रूप में व्यक्त) संस्कृति शोरबा गहराई निस्पंदन (काला स्तंभ), और छानना (ग्रे कॉलम) में स्किज़ोफिलन (एसपीजी) एकाग्रता की गति पर। अल्ट्रासोनिकेशन की शर्तें: अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP2000hd (20 kHz, 2000W), सोनोट्रोड BS2d22, बूस्टर B2-1.4, आयाम 100%, प्रवाह दर 50 mL/s।
(चित्र और अध्ययन: ©स्मिरनौ एट अल।
बेहतर निस्पंदन: अल्ट्रासाउंड-उपचारित संस्कृति शोरबा उच्च आणविक एसपीजी के साथ अनुपचारित संस्कृति शोरबा (विशिष्ट ऊर्जा इनपुट 0 डब्ल्यूएस / एमएल) की तुलना में तेजी से फिल्टर के माध्यम से बहता है। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिकेशन ने निस्पंदन के दौरान उत्पाद हानि को काफी कम कर दिया। उच्च-आणविक एसपीजी (विशिष्ट ऊर्जा इनपुट 0 डब्ल्यूएस / एमएल) के साथ अनुपचारित संस्कृति शोरबा की छानना 0.3 ± 0.07 ग्राम / एल एसपीजी था, जबकि गहराई निस्पंदन से पहले एसपीजी एकाग्रता 2 ग्राम / एल थी। इसके विपरीत, 100 Ws/mL अल्ट्रासोनिकेटेड कल्चर के छानने वाले दोनों में SPG 2.2 ± 0.2 g/L की सांद्रता होती है, जो लगभग शून्य उत्पाद हानि से मेल खाती है।
S.commune संस्कृति शोरबा की अल्ट्रासोनिकेशन, जो 144h के लिए बायोरिएक्टर में कवक की खेती द्वारा प्राप्त की गई थी। अल्ट्रासोनिकेशन अवधि का प्रभाव (डब्ल्यूएस / एमएल में विशिष्ट ऊर्जा इनपुट के रूप में व्यक्त) संस्कृति शोरबा गहराई निस्पंदन (काला स्तंभ), और छानना (ग्रे कॉलम) में स्किज़ोफिलन (एसपीजी) एकाग्रता की गति पर। अल्ट्रासोनिकेशन की शर्तें: अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP2000hd (20 kHz, 2000W), सोनोट्रोड BS2d22, बूस्टर B2-1.4, आयाम 100%, प्रवाह दर 50 mL/s।
(चित्र और अध्ययन: ©स्मिरनौ एट अल।
एएफएम इमेजिंग (शीर्ष पर) और स्थलाकृतिक प्रोफ़ाइल (तल पर) विकृत ultrasonicated schizophyllan की। रिज़ॉल्यूशन 512 × 512 pxs2 के साथ अर्ध-संपर्क मोड में माप। शर्तें: सोने की कोटिंग, वसंत निरंतर 15.3 एन / एम, टिप शंकु कोण < 22°.
(चित्र और अध्ययन: ©स्मिरनौ एट अल।
इसके अतिरिक्त, शोधकर्ताओं ने पाया कि स्किज़ोफिलन की अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण आसानी से स्केलेबल है। पायलट प्लांट अल्ट्रासोनिक डिसइंटीग्रेटर UIP2000hdT की एक इकाई ने फ्लो मोड में 110 s में 1 लीटर कल्चर शोरबा संसाधित किया। अतिरिक्त अल्ट्रासाउंड इकाइयों के अनुक्रमिक कनेक्शन द्वारा सिस्टम की उत्पादकता को आसानी से बढ़ाया जा सकता है।
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फंगल ग्लूकन प्रसंस्करण के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरण
ग्लूकन जैसे पॉलीसेकेराइड के विखंडन के साथ-साथ चिटिन और चिटोसन जैसे अन्य बायोएक्टिव यौगिकों को हिल्स्चर उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरण के साथ मज़बूती से संसाधित किया जा सकता है। हमारे अल्ट्रासोनिकेटर उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं, प्रक्रिया मापदंडों पर सटीक नियंत्रणीयता प्रदान करते हैं और भारी भार के तहत और मांग वाले वातावरण में 24/7 संचालित किए जा सकते हैं। Hielscher Ultrasonics उपकरण रेंज इन आवश्यकताओं को मज़बूती से पूरा करती है। उत्कृष्ट अल्ट्रासाउंड प्रदर्शन के अलावा, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर उच्च ऊर्जा क्षमता का दावा करते हैं, जो एक महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ है – खासकर जब वाणिज्यिक बड़े पैमाने पर उत्पादन पर नियोजित किया जाता है।
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर उच्च प्रदर्शन प्रणाली है कि sonotrodes, बूस्टर, रिएक्टरों या प्रवाह कोशिकाओं के रूप में सामान के साथ सुसज्जित किया जा सकता है क्रम में अपनी प्रक्रिया की जरूरत है एक इष्टतम तरीके से मैच कर रहे हैं. डिजिटल रंग प्रदर्शन के साथ, पूर्व निर्धारित sonication रन करने का विकल्प, एक एकीकृत एसडी कार्ड पर स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग, दूरस्थ ब्राउज़र नियंत्रण और कई और सुविधाओं, उच्चतम प्रक्रिया नियंत्रण और उपयोगकर्ता मित्रता सुनिश्चित कर रहे हैं। मजबूती और भारी भार वहन क्षमता के साथ जोड़ा गया, Hielscher अल्ट्रासोनिक सिस्टम उत्पादन में आपका विश्वसनीय काम घोड़ा है। स्किज़ोफिलन जैसे β-ग्लूकन के आणविक भार में कमी के लिए लक्षित दरार और उच्च गुणवत्ता वाले अंतिम स्किज़ोफिलन उत्पाद को प्राप्त करने के लिए शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड की आवश्यकता होती है, जिसका उपयोग फार्मास्युटिकल अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।
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नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/मिनट | यूपी100एच |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/मिनट | यूपी200एचटी, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/मिनट | यूआईपी2000एचडीटी |
| 10 से 100L | 2 से 10 लीटर/मिनट | यूआईपी4000एचडीटी |
| एन.ए. | 10 से 100 लीटर/मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | का क्लस्टर UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर अनुप्रयोगों, फैलाव, पायसीकरण और निष्कर्षण के मिश्रण के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक homogenizers बनाती है।
साहित्य/सन्दर्भ
- Smirnou, Dzianis; Knotek, Petr; Nesporova, Kristina; Smejkalova, Daniela; Pavlik, Vojtech; Franke, Lukas; Velebny, Vladimir (2017): Ultrasound-assisted production of highly-purified β-glucan schizophyllan and characterization of its immune properties. Process Biochemistry 2017.
- Zhong, Kui; Tong, Litao; Liu, Liya; Zhou, Xianrong; Liu, Xingxun; Zhang, Qi; Zhou, Sumei (2015): Immunoregulatory and antitumor activity of schizophyllan under ultrasonic treatment. International Journal of Biological Macromolecules, 80, 2015. 302–308.
- Kengo Tabata, Wataru Ito, Takemasa Kojima, Shozo Kawabata, Akira Misaki (1981): Ultrasonic degradation of schizophyllan, an antitumor polysaccharide produced by Schizophyllum commune fries. Carbohydrate Research, Volume 89, Issue 1, 1981. 121-135.
जानने के योग्य तथ्य
स्किज़ोफिलन – एक फंगल β-ग्लूकन
स्किज़ोफिलन, जिसे सिज़ोफ़ारान, एसपीजी, सोनिफिलन, सिज़ोफिलन के रूप में भी जाना जाता है, एक तटस्थ बाह्य पॉलीसेकेराइड है जो कवक स्किज़ोफिलम कम्यून फ्राइज़, बेसिडिओमाइसेट्स मशरूम की एक प्रजाति द्वारा निर्मित होता है। स्किज़ोफिलन एक घुलनशील बीटा-डी-ग्लूकन है, जिसकी कार्रवाई का सटीक तंत्र अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हुआ है, लेकिन यह विशिष्ट β-ग्लूकन इम्यूनोमॉड्यूलेटिंग और एंटीट्यूमर प्रभाव दिखाता है। यद्यपि सिज़ोफ़ारन की कार्रवाई का सटीक तंत्र अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हुआ है, यह एजेंट साइटोकिन उत्पादन को बढ़ाकर, मैक्रोफेज और लैंगरहैंस कोशिकाओं को सक्रिय करके और पॉलीमोर्फोन्यूक्लियर ल्यूकोसाइट्स (पीएमएल) और प्राकृतिक हत्यारे (एनके) कोशिकाओं की गतिविधि को बढ़ाकर प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित करता प्रतीत होता है। सिज़ोफिरन गैस्ट्रिक कैंसर के खिलाफ अप्रभावी पाया गया था, लेकिन सिर और गर्दन के कैंसर वाले रोगियों में जीवित रहने का समय बढ़ाया गया था। गर्भाशय ग्रीवा के कैंसर में, सिज़ोफिरन लंबे समय तक जीवित रहता है और चरण II के मामलों के लिए पुनरावृत्ति का समय होता है, लेकिन चरण III नहीं, और ट्यूमर द्रव्यमान में सीधे इंजेक्शन लगाने पर अतिरिक्त प्रभावशीलता दिखाई देती है। सोनिफिलान का उपयोग जापान में कैंसर के उपचार के लिए विकिरण चिकित्सा के साथ जैविक प्रतिक्रिया संशोधक (बीआरएम) के रूप में किया जाता है। इसे 1998 में दक्षिण कोरिया में सर्वाइकल कैंसर के लिए लॉन्च किया गया था।
Hielscher Ultrasonics से उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक homogenizers बनाती है प्रयोगशाला तक औद्योगिक आकार।