Proizvodnja liposomalnog vitamina C ultrazvukom
Liposomalne formulacije vitamina poznate su po većoj bioraspoloživosti i brzini apsorpcije. Vitamin C, antioksidans, čest je dodatak koji se upotrebljava u prehrambenim i ljekovitim pripravcima za potporu imunosnom sustavu ljudskog tijela. Obrada ultrazvukom pouzdana je i sigurna metoda proizvodnje visokokvalitetnih liposoma i nanoliposoma. Postupkom ultrazvučne enkapsulacije nastaju liposomi s visokim sadržajem djelatnih tvari, poput vitamina C.
Liposomalni vitamin C proizveden ultrazvukom
Prednost liposomalnih vitamina jest to što se ne primjenjuju u uobičajenom obliku tableta ili praška, nego kao tekuća formulacija s povećanom bioraspoloživošću. To znači da su vitamini enkapsulirani u jezgri sferičnih fosfolipidnih stanica, takozvanih liposoma. Budući da liposomi imaju fosfolipidni sastav sličan lipidnim membranama ljudskih stanica, znatno se bolje apsorbiraju u stanice tijela. Stoga se liposomi upotrebljavaju u ljekovitim formulacijama i farmaceutskim proizvodima, dodacima prehrani i nutraceuticima, kozmeceuticima i kozmetičkim proizvodima. Obrada ultrazvukom vrlo je djelotvorna metoda enkapsulacije molekula, poput terapijskih sredstava, u liposome. Ultrazvučnu proizvodnju liposoma odlikuje visoka učinkovitost uklapanja, što znači da se visok postotak djelatnih sastojaka (npr. vitamina C) enkapsulira u liposome. Istodobno, sonikacija osigurava ujednačeno malu veličinu liposoma, što omogućuje njihovu laku apsorpciju u ljudske stanice. Stoga liposomi s ultrazvučno enkapsuliranim vitaminom C pružaju vrlo visoku bioraspoloživost i djelotvornost. Općenito, ultrazvučno stvaranje liposoma vrlo je učinkovito i daje liposome vrhunske kvalitete!
UIP1000hdT sa staklenim protočnim reaktorom za proizvodnju liposoma
Upute korak po korak za ultrazvučnu enkapsulaciju vitamina C u liposome
Liposomalni vitamin C oblik je isporuke vitamina C koji poboljšava apsorpciju i bioraspoloživost. Obrada ultrazvukom pomoću sonde učinkovita je i pouzdana metoda proizvodnje liposoma.
Sljedeći protokol prikazuje opće korake proizvodnje liposomalnog vitamina C s pomoću ultrazvučnog uređaja sa sondom:
- Pomiješajte vitamin C u prahu s malom količinom destilirane vode kako biste pripremili otopinu.
- Dodajte otopinu vitamina C otopini fosfolipida (poput sojina lecitina) u volumnom omjeru 1:10 (vitamin C:fosfolipidi).
- Stavite smjesu u staklenu laboratorijsku čašu i uronite sondu ultrazvučnog uređaja, npr. UP200Ht sa S26d14, u otopinu.
- Obrađujte smjesu ultrazvukom s pomoću ultrazvučnog uređaja sa sondom tijekom 5–10 minuta, uz postavku snage od približno 200W (frekvencija 26 kHz). Tijekom sonikacije sondu ultrazvučnog uređaja treba lagano pomicati kroz otopinu. Izbjegavajte dodir sonde sa stijenkom čaše (jer staklene čaše mogu puknuti).
- Nakon sonikacije ostavite smjesu da miruje 10–15 minuta kako bi se liposomi mogli formirati.
- Čuvajte u boci od tamnog stakla, po mogućnosti u hladnjaku, radi dugotrajne stabilnosti.
Važno je napomenuti da se točan protokol može razlikovati ovisno o konkretnom ultrazvučnom uređaju i upotrijebljenim materijalima. Osim toga, na stabilnost i kvalitetu liposoma mogu utjecati čimbenici poput pH-vrijednosti, temperature i prisutnosti drugih tvari, pa je važno pažljivo kontrolirati te varijable tijekom proizvodnog postupka.
Ultrazvučno pripremljeni liposomi pomažu u prevladavanju kratkog poluvijeka, niske propusnosti stanične membrane i slabe oralne bioraspoloživosti tih bioaktivnih spojeva zbog želučane i enzimske razgradnje. Enkapsulacija u fosfolipidni dvosloj štiti aktivne sastojke od razgradnje i povećava brzinu apsorpcije u stanice.
Ultrazvučni uređaj UP200Ht za učinkovito uklapanje vitamina C u liposome.
Ultrazvučno stvaranje liposoma
Budući da stvaranje liposoma i nanoliposoma nije spontan proces, za poticanje procesa enkapsulacije potreban je izvor energije. Liposomi su lipidne vezikule koje nastaju kada se fosfolipidi, npr. lecitin, dodaju vodi, u kojoj pri dovođenju dovoljne količine energije, npr. sonikacijom, tvore dvoslojne strukture. Ultrazvučna obrada potpomaže uređivanje lipidnih molekula, čime se dobiva termodinamički stabilna vodena faza. Sonikacija ne potiče samo stvaranje liposoma, nego i smanjuje njihovu veličinu, što rezultira nanoliposomima. Veličina liposoma važan je čimbenik za bioraspoloživost i brzinu apsorpcije jer manji liposomi mogu lakše prodrijeti kroz stanične membrane.
Ultrazvučno smanjenje veličine liposoma
Ultrazvučno dispergiranje jednostavna je i učinkovita metoda za smanjenje veličine liposoma i proizvodnju nanoliposoma. Za pripremu manjih liposoma hidratizirane se vezikule nekoliko minuta podvrgavaju sonikaciji ultrazvučnim uređajem sa sondom u reaktoru s kontroliranom temperaturom. Kao netoplinska, isključivo mehanička metoda, ultrazvučno smanjenje veličine ne razgrađuje ni fosfolipide ni bioaktivne spojeve.
Nakon stvaranja lipidnog filma i naknadne rehidracije sonikacija se primjenjuje za poticanje uklapanja aktivnih sastojaka u liposom. Sonikacijom se također postiže željena veličina liposoma.
UP400St, snažan ultrazvučni homogenizator snage 400 watts, za proizvodnju liposoma
Ultrazvučni procesori za proizvodnju liposoma
Sustavi Hielscher Ultrasonics široko se primjenjuju u proizvodnji farmaceutskih proizvoda i dodataka prehrani za formuliranje visokokvalitetnih liposoma koji sadrže vitamine, antioksidanse, peptide, polifenole i druge bioaktivne spojeve. Kako bi zadovoljio zahtjeve svojih kupaca, Hielscher isporučuje ultrazvučne uređaje u rasponu od kompaktnog ručnog laboratorijskog homogenizatora i stolnih ultrazvučnih uređaja do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava za proizvodnju velikih volumena liposomskih formulacija. Dostupan je širok raspon ultrazvučnih sonotroda i reaktora kako bi se osigurala optimalna konfiguracija za vašu proizvodnju liposoma. Robusnost sonikatora Hielscher omogućuje rad 24/7 pri velikim opterećenjima i u zahtjevnim okruženjima.
Tablica u nastavku daje pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | skup uređaja UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Literatura/Reference
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): Učinkovita metoda enkapsulacije antioksidansa na osnovi liposoma. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, svezak 136, 2015. 1067–1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. i Wen, J. (2014): Priprema, optimizacija i karakterizacija liposoma s uklopljenim goveđim laktoferinom i čvrstih lipidnih čestica modificiranih hidrofilnim polimerima primjenom faktorskog plana pokusa. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560–575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Utjecaj metode pripreme i varijabli na unutarnju strukturu, morfologiju i prisutnost liposoma u kubosomima fitantriola i Pluronic® F127. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, svezak 145, 2016. 845–853.
- Christopher W. Shade (2016): Liposomi kao napredni sustavi za isporuku nutraceutika. Integr Med (Encinitas). 2016 Mar; 15(1): 33–36.
- Domenico Lombardo, Pietro Calandra, Maria Teresa Caccamo, Salvatore Magazù, Mikhail Alekseyevich Kiselev (2019): Koloidna stabilnost liposoma. 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): Biološka aktivnost organskih/anorganskih fotogeneriranih kompozita u bioinspiriranim sustavima. Romanian Journal of Physics 63, 702 (2018)
Korisne činjenice
Vitamin C
Vitamin C, poznat i kao L-askorbinska kiselina ili askorbat, antioksidans je topljiv u vodi s kemijskom formulom C6H8O6. Kao antioksidans, vitamin C djeluje kao donor elektrona u različitim enzimskim i neenzimskim reakcijama. Nadalje, vitamin C kofaktor je u mnogim enzimskim reakcijama koje reguliraju ključne biološke funkcije poput zacjeljivanja rana i sinteze kolagena. Skorbut je najpoznatiji oblik teškog nedostatka vitamina C koji nastaje zbog poremećene sinteze kolagena.
Kao vitamin, askorbinska kiselina esencijalna je za ljudsko tijelo, što znači da tijelo ne može sintetizirati vitamin C, već ga mora unositi hranom. Namirnice bogate vitaminom C uključuju agrume, camu camu, acerolu, kelj, šipak, crni ribiz, guavu te drugo voće i povrće.
Iako se dobro uravnoteženom prehranom lako osiguravaju odgovarajuće količine vitamina C, dodaci prehrani poput vitaminskih kapi, kapsula, tableta, prašaka i gumenih bombona često se upotrebljavaju kako bi se osigurala dovoljna opskrba vitaminima. Europska agencija za sigurnost hrane preporučuje dnevni unos vitamina C od 110 mg/day za odrasle muškarce i 95 mg/day za odrasle žene.
U medicini se vitamin C primjenjuje u visokim dozama pod liječničkim nadzorom radi potpore liječenju raka i jačanja imunosnog sustava. Primjerice, istraživanja su pokazala da redovito uzimanje dodataka vitamina C skraćuje trajanje i smanjuje težinu prehlade i gripe.
Što je liposom?
Liposomi su sferične vezikule mikroskopske veličine, koja može biti u rasponu od 30nm do nekoliko mikrometara. Pouzdan način sinteze liposoma u kontroliranim uvjetima jest ultrazvučna enkapsulacija. Liposomi se uglavnom sastoje od fosfolipida, osobito fosfatidilkolina, ali mogu sadržavati i druge lipidne spojeve, poput fosfatidiletanolamina iz jaja.
Kao vezikule građene od fosfolipida, liposomi djeluju kao mikrospremnici koji enkapsuliraju bioaktivne spojeve poput vitamina, antioksidansa, polifenola, peptida i ljekovitih tvari (npr. cjepiva, ljekovitih spojeva). Fosfolipidni dvosloj enkapsulira bioaktivnu tvar i prenosi je u stanice. Budući da su liposomski dvoslojevi građeni od fosfolipida sličnih onima u staničnim membranama, liposomi mogu lako prolaziti kroz stanične membrane i isporučivati bioaktivne tvari u stanice. Zbog toga su liposomi vrlo učinkoviti nosači lijekova s visokom bioraspoloživošću i stopom apsorpcije. Amfifilna svojstva fosfolipidnih dvoslojeva čine liposome topljivima i u vodenim i u polarnim tekućinama.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorijskih do industrijskih veličina.