Liposomi metodom isparavanja obrnute faze korištenjem sonikacije
Liposomi su svestrani nanonosači koji se koriste u isporuci lijekova zbog svoje biokompatibilnosti i sposobnosti da inkapsuliraju i hidrofilne i hidrofobne lijekove. Metoda isparavanja obrnute faze (također poznata kao metoda emulgiranja ili metoda isparavanja otapala) je istaknuta tehnika za pripremu liposoma, koja nudi visoku učinkovitost kapsuliranja. Ovaj se članak usredotočuje na pripremu liposoma metodom isparavanja obrnute faze poboljšanom sonikacijom tipa sonde, ističući proceduralne korake, prednosti i potencijalne primjene u sustavima za isporuku lijekova.
Liposomi su vezikularne strukture koje se sastoje od jednog ili više lipidnih dvoslojeva, sposobnih inkapsulirati hidrofilne i hidrofobne spojeve. Njihova jedinstvena struktura čini ih idealnima za ciljanu isporuku lijekova. Metoda isparavanja obrnute faze (poznata i kao emulzifikacija ili metoda isparavanja otapala) je dobro uspostavljena tehnika za pripremu liposoma. U sljedećim odlomcima upoznajemo vas s prednostima metode isparavanja reverzne faze korištenjem sonikacije, za koju je poznato da poboljšava emulzifikaciju, učinkovitost inkapsulacije i smanjenje veličine liposoma.
Sonikator UP400St za pripremu liposoma
Metodologija pripreme liposoma metodom reverzno-fazne evaporacije
Formiranje liposoma metodom obrnutog isparavanja korištenjem sonikacije uključuje otapanje lipida u organskoj mješavini otapala kloroforma i metanola (2:1 v/v), što pogoduje stvaranju invertiranih micela. Vodeni pufer se zatim dodaje ovoj smjesi. Kombinirana otopina se sonicira, na primjer, korištenjem sonikatora poput UP400ST, kako bi se stvorila mikroemulzija vode u ulju. Organsko otapalo se zatim isparava korištenjem rotacijskog isparivača, što rezultira viskoznim gelom koji na kraju kolabira i formira liposome. Velika vodena jezgra mikroemulzijskih mjehurića potiče hvatanje hidrofilnih molekula, što dovodi do liposomalnih gelova koji pokazuju kontrolirano otpuštanje i dobar profil prodiranja. Konačno, liposomi se smanjuju na jednoličnu veličinu pomoću sonikatora.
Formiranje liposoma metodom obrnute evaporacije korištenjem sonikacije
Protokol/upute korak po korak:
- Izvagati i otopiti lipide:
Točno izvažite ukupno 40 mg L-α-fosfatidilkolina i kolesterola u masenom omjeru 4:1 ili 7:3.
Otopite izvagane lipide u 10 mL smjese kloroform/metanol (4:1 v/v) u tikvici s okruglim dnom. - Oblik lipidnog filma:
Pričvrstite tikvicu s okruglim dnom na rotacijski isparivač.
Rotirajte tikvicu na 8 xg na 40°C u uvjetima vakuuma dok se na stijenkama tikvice ne stvori tanki lipidni film. - Uklonite pare otapala:
Uklonite preostale pare iz smjese otapala ispiranjem tikvice plinovitim dušikom. - Ponovno otapanje lipidnog filma:
Ponovno otopite lipidni film u 10 mL dietil etera da se formiraju vezikule reverzne faze. - Pripremite vodenu fazu:
Pomiješajte 5 mL PBS pufera (0,1 M, pH 7,4) koji sadrži aktivni sastojak za kapsuliranje i 20 mg Tween 80 s organskom fazom (dietil eter s otopljenim lipidima). - Sonicirajte emulziju:
Stavite w/o emulziju u ledenu kupelj.
Sonikirajte emulziju pomoću sonikatora UP200Ht na 26 kHz i 50% pulsnog načina rada (0,5 ciklusa = 30 s UKLJUČENO / 30 s ISKLJUČENO) i 50% amplitude tijekom 1 minute. - Ispari do stvaranja gela:
Vratite ultrazvučno obrađenu emulziju u rotacijski isparivač.
Ispariti pod atmosferskim tlakom na 40°C dok se ne dobije gel. - Formirajte liposome:
Nadalje ispariti gel, razbijajući ga u poluprozirnu tekućinu, što ukazuje na stvaranje liposoma. - Konačna suspenzija liposoma:
Dodajte još 5 mL PBS pufera (0,1 M, pH 7,4) u suspenziju liposoma.
Lagano promiješajte smjesu.
Evakuirajte preostale pare dietil etera pomoću plinovitog dušika. - Skladištenje:
Čuvajte konačnu suspenziju liposoma na 4°C u hladnjaku dok ne bude potrebna.
Ove upute ocrtavaju postupak korak po korak za pripremu liposoma korištenjem metode isparavanja obrnute faze s ultrazvučnom homogenizacijom, čime se osigurava visoko unutarnje opterećenje vodenim slojem i učinkovita kapsulacija aktivnog sastojka.
Metoda isparavanja obrnute faze, posebno upotrebom ultrazvučne sonikacije, široko je prihvaćena tehnika za pripremu liposoma, posebno kada se želi postići veliko unutarnje opterećenje vodenom otopinom. Ova metoda ima prednost u odnosu na tradicionalnu metodu hidratacije tankim filmom zbog svoje sposobnosti da ugradi veću količinu vodene faze unutar liposoma.
Industrijski sonikator UIP2000hdT za veliku proizvodnju liposoma
Prednosti sonikacije tipa sonde za stvaranje liposoma
- Poboljšana homogenost: Sonikacija tipa sonde osigurava dosljedan unos energije, što rezultira ujednačenijom raspodjelom veličine liposoma.
- Poboljšana enkapsulacija: Mehaničke sile tijekom sonikacije poboljšavaju kapsulaciju lijeka, posebno za hidrofilne spojeve.
- Skalabilnost: Metode su lako skalabilne, što ih čini prikladnima za veliku proizvodnju liposoma.
Primjena liposoma u isporuci lijekova
Liposomi pripremljeni metodama emulgiranja i isparavanja otapala uz sonikaciju tipa sonde prikladni su za različite primjene lijekova, uključujući:
- Ciljana isporuka lijekova: Funkcionalizacija liposoma sa specifičnim ligandima omogućuje ciljanu dostavu određenim tkivima ili stanicama.
- Kontrolirano otpuštanje: Struktura lipidnog dvosloja dopušta kontrolirano otpuštanje lijeka, povećavajući terapijsku učinkovitost.
- Svestranost: Ove metode obuhvaćaju širok raspon terapijskih sredstava, od malih molekula do većih biomolekula poput proteina i nukleinskih kiselina.
Metoda isparavanja obrnute faze posebno je poznata zbog većeg unutarnjeg opterećenja vode u usporedbi s metodom hidratacije tankog filma. Ova karakteristika je korisna za primjene koje zahtijevaju značajnu kapsulaciju hidrofilnih lijekova ili drugih terapeutskih sredstava.
Metoda isparavanja obrnute faze korištenjem sonikacije robusna je i učinkovita tehnika za pripremu liposoma. Njegova sposobnost postizanja većeg unutarnjeg vodenog opterećenja čini ga preferiranom metodom u farmaceutskim primjenama gdje je maksimiziranje inkapsulacije hidrofilnih tvari ključno. Pažljiva kontrola isparavanja otapala i uporaba sonikacije ključni su za uspjeh ove metode, što dovodi do proizvodnje visokokvalitetnih liposoma prikladnih za različite terapeutske svrhe.
Pronađite pravi sonikator za svoju proizvodnju liposoma
Hielscher Ultrasonics nudi širok asortiman sonikatora za učinkovitu proizvodnju liposoma, što rezultira visokom učinkovitošću zarobljavanja i visokim kapacitetom učitavanja bioaktivnih molekula.
Hielscher sonikatore možete koristiti za različite načine pripreme liposoma kao što je ovdje opisana tehnika isparavanja obrnute faze, metoda emulgiranja i metoda tankog filma.
Pročitajte više o ultrazvučnoj pripremi liposoma metodom tankog filma!
Pročitajte više o inkapsulaciji ultrazvučno pripremljenih liposoma
- visoka efikasnost
- Najnovija tehnologija
- pouzdanost & robusnost
- podesiva, precizna kontrola procesa
- serija & u redu
- za bilo koji volumen
- inteligentni softver
- pametne značajke (npr. programabilne, podatkovni protokol, daljinsko upravljanje)
- jednostavan i siguran za rukovanje
- slabo održavanje
- CIP (čišćenje na mjestu)
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta Proizvedeno u Njemačkoj
Hielscher ultrasonicators su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijske objekte. Teški uvjeti i zahtjevna okruženja lako se nose s Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana tvrtka i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne uređaje visokih performansi koji sadrže najsuvremeniju tehnologiju i jednostavnu su za korištenje. Naravno, Hielscher ultrasonicators sukladni su CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0.5 do 1,5 ml | na | VialTweeter |
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): An efficient liposome based method for antioxidants encapsulation. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 136, 2015. 1067-1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. and Wen, J. (2014): Preparation, Optimization and Characterization of Bovine Lactoferrin-loaded Liposomes and Solid Lipid Particles Modified by Hydrophilic Polymers Using Factorial Design. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560-575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Impact of preparation method and variables on the internal structure, morphology, and presence of liposomes in phytantriol-Pluronic® F127 cubosomes. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 145, 2016. 845-853.
Činjenice koje vrijedi znati
Što su liposomi?
Liposomi su sferne vezikule s lipidnim dvoslojem koji se koriste za inkapsulaciju spojeva. Pripremaju se u otopini koja sadrži spoj koji treba uhvatiti. Za hidrofilne spojeve poput proteina koristi se vodena otopina, dok se hidrofobne molekule inkapsuliraju pomoću otopina u organskim otapalima pomiješanim s lipidima. Ova svestranost čini liposome vrijednima za isporuku lijekova i druge biomedicinske primjene.
Što je metoda isparavanja reverzne faze za pripremu liposoma?
Metoda isparavanja obrnute faze za pripremu liposoma uključuje otapanje lipida u smjesi kloroform/metanol i stvaranje tankog lipidnog filma rotacijskim isparavanjem. Ovaj film se zatim ponovno otapa u dietil eteru kako bi se stvorile vezikule reverzne faze. Vodena faza koja sadrži aktivni sastojak i Tween 80 pomiješana je s organskom fazom, tvoreći emulziju vode u ulju. Emulzija se sonicira pomoću sonikatora tipa sonde, nakon čega slijedi daljnje rotacijsko isparavanje kako bi se proizveo gel, koji na kraju stvara liposome nakon dodatnog isparavanja. Konačna suspenzija se dovršava dodavanjem PBS pufera i uklanjanjem zaostalih otapala plinovitim dušikom, što rezultira liposomima koji se čuvaju na 4°C.
Kakav je učinak sonikacije na liposome?
Sonikacija utječe na liposome korištenjem ultrazvučnih valova za ometanje i miješanje lipidne i vodene faze, potičući stvaranje homogene disperzije. Ovaj proces pomaže u kontroli veličine i ujednačenosti liposoma i sprječava pregrijavanje dopuštajući povremene izljeve energije. Kontrolirana kavitacija uzrokovana sonikacijom osigurava učinkovitu kapsulaciju aktivnih sastojaka unutar liposoma.
Što je fazni prijelaz u liposomima?
Fazni prijelaz u liposomima odnosi se na promjenu fizičkog stanja lipida izazvanu temperaturom. Temperatura faznog prijelaza je specifična temperatura pri kojoj lipidi prelaze iz uređene faze gela, gdje su ugljikovodični lanci potpuno prošireni i tijesno pakirani, u neuređenu tekuću kristalnu fazu, gdje ugljikovodični lanci postaju nasumično orijentirani i tekući. Ovaj prijelaz utječe na stabilnost liposoma, propusnost i interakciju s inkapsuliranim tvarima.
Što je metoda ekstruzije za pripremu liposoma?
Ponekad se metoda hidratacije tankog filma također naziva i metoda ekstruzije jer nakon koraka hidratacije tankog filma slijedi korak ekstruzije. Tijekom ekstruzije liposomi se istiskuju kroz polikarbonatne membrane kako bi se dobili homogeni mali liposomi. Umjesto ekstruzije, liposomi se često smanjuju sonikacijom.
Što je metoda sonikacije liposoma?
Sonikacija se primjenjuje u različitim metodama stvaranja liposoma. Sonikacija se primjenjuje za emulgiranje lipida i otapala, za rehidraciju lipidnog filma i smanjenje veličine liposoma. Za metodu isparavanja reverzne faze, lipidi se ultrazvučno emulgiraju s vodenom fazom. Za metodu tankog filma, osušeni lipidni film se rehidrira pomoću sonikatora kako bi se stvorila suspenzija višelamelarnih vezikula. Višestruke tehnike pripreme liposoma koriste sonikaciju za naknadno smanjenje veličine formiranih liposoma. Ovdje ultrazvuk rezultira ravnomjerno malim i stabilnim liposomima prikladnim za različite primjene.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.