Ultrazvučna precipitacija superkarakteristika kurkuma
- Budući da kurkuma sadrži samo 2-9 tež.% Curcuminoida, potrebna je učinkovita tehnika ekstrakcije ili sinteze kako bi se dobio medicinski moćan prašak.
- Ultrasonically assisted antisolvent precipitacija je vrlo učinkovita metoda za sintezu čestica kurkuma.
- Ultrazvučno protuotapalo može se jednostavno povećati do proizvodnje velikih količina visokokvalitetnog kurkuma.
Kurkumin
Kurkumin, polifenol, je slabo topljiv u vodi koji se nalazi u kurkuma biljnih začina (kurkuma longa). Ima vrlo moćne antioksidante i poznat je po protuupalnim, antikancerogenim, antifungalnim i antimikrobnim svojstvima. Posebno zbog širokog raspona kemoterapijskih i kemoterapijskih aktivnosti, kurkumin se koristi kao poželjan spoj lijeka.
Kao snažan antioksidans, kurkumin povećava serumsku aktivnost antioksidansa kao što je superoksid dismutaza (SOD) i uklanja i neutralizira slobodne radikale poput reaktivnih vrsta kisika i dušika (ROS i RNS). Nadalje, povećava aktivnost vlastitih antioksidacijskih enzima. Kurkumin je također poznat po nižim bolestima srca i poboljšanju funkcije mozga. Zbog mnogobrojnih korisnih ljekovitih svojstava, kurkumin se široko koristi kao začin, dodatak i lijek.
Ultrazvučno tekuće protuotapalo
Ultrazvučno usitnjavanje tekućeg protuotapalo (LAS) precipitacija je jednostavna i brza tehnika sinteze jednog lima za proizvodnju nanočestica kurkuma s ortorombskim nadgradnjama. Precipitacija ultrazvukom protiv otapala je jednostavan, brz i skalabilan proces koji omogućuje precipitaciju visokokvalitetnog kurkumina u farmaceutskoj i prehrambenoj industriji.
Hipotezirani mehanizam stvaranja supercjelica kurkuma u odsutnosti i prisutnosti ultrazvuka bez stabilizatora. Slika © 2014 Thorat et al.
Ultrazvučni protokol taloženja:
Za ultrazvučnu taloženje čestica kurkuma, organsku otopinu kurkuma u etanolu (5 mg / ml) doda se u 100 ml vode koja sadrži surfaktant (0,02 tež.% U vodi) ili bez površinski aktivne tvari. Kao reakcijska posuda, stakla s obloženom zaštitom od cca. Upotrebljava se volumen od 500 ml, promjer 7 cm i L / D odnos 1,7. Temperatura smjese stalno se održava na 1 ° C. Za ultrazvučni proces taloženja, sonotrode ultrazvučnog homogenizatora kao što je Uf200 ः t ili UP200St opremljen S26d14 sonotrodom uronjen je u otapalo-protuotapalo. Pri 100% amplitudi i 10 minuta. sonikacija, smjesa se raspršuje.
Vrijeme ultrazvukom omogućuje manipulaciju polimorfizmom kristala cucccumina. Kada se produljenje trajanja sonikacije povećava postotak ortorombskih čestica. To ukazuje na to da povećanje ultrazvučne energije olakšava formiranje ortorombskog oblika preko monoklinskog oblika, neovisno o upotrijebljenom aditivu.
[Cf. Thorat et al. 2014]
UIP1000hdT – 1kW ultrazvučni procesor za API precipitaciju
Poboljšana bioraspoloživost ultrazvučnom enkapsulacijom
Budući da je kurkumin lipofilna molekula i slabo otapaju u vodi (= hidrofobni), ima nisku sistemsku bioraspoloživost. Stoga je neophodno pripremiti formulacije kurkumina koje poboljšavaju njegovu biodostupnost. Za pripravljanje vodenih otopina kurkuma, surfaktanti, lipidi, albumini, ciklodekstrini, biopolimeri itd. Se dodaju kako bi se kapsulirali ili opterećivali molekule kurkuma u liposomima, nanočesticama i drugim nosačima lijeka.
Ultrasonication je vrlo učinkovita i pouzdana tehnika za formuliranje nosača lijeka kao što je liposomi, jezgra ljuske nanočestice, biopolimeri i dvostruke emulzije! Slijedi primjer protokol za ultrazvučnu kapsulaciju kurkuminina.
Ultrazvučni Protokol zatvaranja kurkuma:
Nanočestice polilaktičko-ko-glikolne kiseline (PLGA) napunjene kurkuminima
- Prvo, PLGA polimer je otopljen u etil acetatu. Dodan je kurkumin (15% w / w) i ostavljen da se otopi, dok se vrtložno miješa otopina.
- Smjesa krutina u ulju je dodana u vodenu fazu PVA (w / v) kako bi se dobila SO / W emulzija. Zatim se otopina lijeka / polimera u PVA miješa na 8000 okr / min.
- Nastala otopina se ultrazvukom radi pribl. 300 s na 45% amplitude s ultrazvučnim homogenizatorom kao što je Uf200 ः t ili UP200St (200W, 26kHz). Neposredno nakon sonikacije, emulzija se izlije u vodenu fazu (0,1% PVA u vodi, 200 ml) za difuziju uz brzo miješanje pomoću magnetske miješalice.
- Ova koloidna suspenzija kontinuirano se miješa sa magnetskom miješalicom do isparavanja otapala. Zatim se nanočestice sakupljaju centrifugiranjem, isperu 3 puta s destiliranom Milli Q vodom. Konačno, oni se resuspendiraju u krioprotektivnoj otopini (saharoza (2% w / w) i trehaloza (5% w / w)), osuše na liofilizatoru ATR FD3.0 sustav i mogu se čuvati na 4 ° C najmanje 6 mjeseci ,
[Cf. Ranjan et al. 2012]
Ultrazvučni procesori za curcumin precipitaciju i formulaciju
Hielscher Ultrasonics nudi visokoučinkovitu ultrazvučnu opremu za sintezu nanočestica (npr. API) i ekstrakciju botaničkih spojeva. Naš asortiman uključuje sofisticirane laboratorijske, klupske i industrijske ultrazvučne uređaje koji omogućuju razvoj aplikacija od malih do komercijalnih razmjera. Svi rezultati dobiveni laboratorijskim i pilot testiranjem mogu biti u potpunosti linearnom mjerilu na komercijalnu razinu proizvodnje. Svi sustavi su izgrađeni za rad 24 sata dnevno, robustan i jednostavan za korištenje.
UIPxxxxhdT serija obuhvaća naše industrijske ultrazvučne sustave, koji se mogu koristiti za klupu, optimizaciju procesa i industrijsku proizvodnju. Naši industrijski sustavi su dostupni kao 500W (da), 1000 W (UIP1000hdT), 1500W (UIP1500hdT), 2000W (UIP2000hdT), 4000W (UIP4000hdT), 10.000W (UIP10000) i 16.000W (UIP16000, svjetski najmoćniji ultrasonicator), Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu se izvoditi kontinuirano 24 sata dnevno, 7 na vrlo visokim amplitudama do 200 μm. Za još veće amplitude, Hielscher nudi prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućuje pouzdanu radnu okolinu u teškim uvjetima iu zahtjevnim okruženjima.
Za sve naše ultrazvučne sustave nudimo široki spektar dodataka kao što su sonotrodes, booster rogovi, flow stanice i reaktori višestrukih veličina, oblika i geometrija. Pomoću tih alata postaje lako moguće prilagoditi naše ultrazvučne procesore u skladu s potrebnim procesnim uvjetima.
Za precipitaciju i sintezu odozdo prema gore, Hielscher nudi jedinstvenu umetku stanica protoka – Na MultiPhaseCavitator MPC48, S MultiPhaseCavitatorom, druga faza (anti-otapalo) ubrizgava se preko 48 fina kanula izravno u ultrazvučnu kaviternu zonu, gdje se miješa unutar milisekundi u prvu fazu. Kao rezultat, istaložene su homogene nano čestice.
Snažna sonikacija iz laboratorija i klupa na industrijsku proizvodnju.
Literatura / Reference
- Hewlings, SJ; Kalman, DS (2017): Kurkumin: pregled njenih učinaka na ljudsko zdravlje. Hrana. 2017. listopada; 6 (10): 92.
- Thorat, AA; Dalvi, SV (2014.): Putevi stvaranja čestica i polimorfizam kurkumin induciran ultrazvukom i aditivima tijekom tekućeg protuotapalo. CrystEngComm, 2014, 16, 11102-11114.
- Ranjan, AP; Mukerjee, A .; Helson, L .; Vishwanatha, JK: (2012): Skalirati, optimizirati i analizirati stabilnost Curcumin C3 kompleksa nanočestica za terapiju raka. Časopis za Nanobiotechnology 2012, 10:38.
Činjenice koje vrijedi znati
Kurkumin
Kurkumin je kemijski spoj žute boje u kurkuma. Kurkuma je rhizomatous herbaceous višegodišnja biljka (kurkuma longa) đumbirske obitelji. Kurkumin je polifenol koji se ekstrahira iz rizoma i široko se koristi kao začin. Ovisno o njegovom podrijetlu i uvjetima tla gdje se uzgaja, kurkuma sadrži 2% -9% curcuminoida. Kurkumin je glavni kurkuminoid kurkuma (Kurkuma longa, đumbirovke). Koristi se kao dodatak, medicinski spoj, aditiv za bojanje namirnicama hrane, kao i kozmetički sastojak.
Pročišćen oblik kurkumin, koji se sastoji od samo tri glavne komponente – kurkumin, bisdemetoksikurkumin i demetoksikurkumin – također se naziva kompleks C3 kurkumin. Čisti kurkumin može se odvojiti od C3 smjese kurkumin, bisdemetoksi kurkumin i demetoksi kurkumin kolonskom kromatografijom.
Što se tiče njegovih farmakoloških svojstava, čisti ne-modificirani kurkumin ima veliki problem: Zbog slabe topljivosti u vodi, a time i slabe biodostupnosti, nemodificirani kurkumin ne može obuhvatiti svoje terapeutsko djelovanje, već se brzo metabolizira u jetri i crijevnom zidu. Kako bi se prevladalo niska brzina apsorpcije kurkumin, aktivne molekule su inkapsulirane u nano nosačima (npr liposomi, nanosfere) ili naneseni na nano-komplekse (npr nanočestice, kompleksi fosfolipida, ciklodekstrina i čvrste disperzije). Nadalje, biodostupnost kurkumin može se povećati za cca. 2000% kada je njegova doza kombinirana s piperinom, koji je ekstrakt crnog papra.
Zbog ovih činjenica, nano-formulirani kurkumin (nanokurkumin) je poželjan oblik doziranja kurkumina, budući da kurkumin u nanoformu nadilazi gore navedene probleme dostave lijeka. Nanokurkumin može zahvatiti terapeutsko svojstvo zbog poboljšane primjene u oboljelom tkivu, bolje internalizacije i smanjene sistemske eliminacije.
Kurkumin je dostupan u više oblika dostave uključujući praške, kapsule, tablete, masti, hranjive napitke i kozmetičke kreme.
Medicinska primjena kurkumina
Kurkumin je široko istražen zbog mnogih oblika uporabe u medicini i prehrani. Istraživanja su pokazala da curcumin ima visoku antioksidativnu aktivnost koja inducira apoptozu stanica, inhibira staničnu proliferaciju, adheziju protiv stanica i pokretljivost te nudi anti-angiogenezu i antimikrobna svojstva. Zbog tih učinaka, kurkumin se primjenjuje kao lijek za liječenje različitih upalnih bolesti, karcinoma, neurodegenerativnih bolesti, kardiovaskularnih bolesti kao i dijabetesa.
Ultrasonski pripremljeni nano-davanje forme Kurkumin za medicinsku terapiju uključuju nanočestice, liposome, micele, nanoemulzije, komplekse ciklodekstrina, nanodiske, nanofibre, čvrste nanočestice lipida i konjugate kurkuma. Ovi dozni oblici nano veličine prevladavaju siromašnu bioraspoloživost kurkumin i omogućuju ciljanu i učinkovitu dostavu visoko potentnog lijeka za kurkumin.
Kemijska struktura curcumina
Kurkumin je simetrična molekula, također poznata kao diferulov metan. IUPAC naziv kurkumina je (lE, 6E) -l, 7-bis (4-hidroksi-3-metoksifenil) -l, 6-heptadien-3,5-dion, s kemijskom formulom C21H20O6, Kristali kurkuma mogu se pojaviti u različitim oblicima, kao što su monoklinski (akikularni), ortorombski (poput zrna rižinog zrna) i amorfni oblik.