Բարձր մաքրված շիզոֆիլլան բետա-գլյուկանների ուլտրաձայնային արտադրություն
Շիզոֆիալանը իմունոմոդուլացնող հատկություններով սնկային β-գլյուկան է: Բարձր ակտիվ բուժիչ ազդեցությունների համար շիզոֆիլանը պետք է ունենա ցածր մոլեկուլային քաշ, որպեսզի ցույց տա բարելավված բիոանվտանգություն: Ապացուցված է, որ Ultrasonication-ը նվազեցնում է շիզոֆիլանի մոլեկուլային քաշը: Որպես հուսալի և արդյունավետ մեթոդ, sonication-ը հեշտությամբ կարող է կիրառվել ցածր մոլեկուլային քաշի շիզոֆիլանի արտադրության համար:
Շիզոֆիլում սնկով և ուլտրաձայնային բետա-գլյուկանի արդյունահանում
Schizophyllum սնկերի տեսակները բնության մեջ աճում են անձրևային սեզոններից հետո քայքայվող ծառերի վրա: Պտղատու մարմինները հավաքվում են հաջորդ չոր սեզոնին։ Schizophyllum տեսակները հարուստ են կենսաքիմիական միացություններով, ինչպիսիք են գլյուկանները, և, հետևաբար, սպառվում են հատկապես արևադարձային երկրներում որպես սնունդ և դեղամիջոց: Իր իմունոմոդուլացնող, հակասնկային, հականեոպլաստիկ և հակավիրուսային հատկությունների շնորհիվ Schizophyllum commune-ը, որը նաև հայտնի է որպես Splitgill սունկ, գրավել է կենսատեխնոլոգիական և դեղագործական ընկերություններին:
Պոլիսաքարիդ շիզոֆիլանը, որը նաև հայտնի է որպես sizofiran, sonifilan կամ sizofilan, հիմնական β-գլյուկանն է, որը հայտնաբերված է Schizophyllum սնկով, որն առաջարկում է բարձր արդյունավետ կենսաակտիվ β-գլյուկան շիզոֆիլան:
Schizophyllum commune սնկերը բնության մեջ աճում են ծառերի վրա, միցելիումը կարող է նաև մշակվել խմորման արգանակում: Դեղագործական և կոսմետիկ կիրառությունների համար ցածր մոլեկուլային քաշի շիզոֆիլանը շատ ավելի արդյունավետ է, քան բարձր մոլեկուլային քաշի շիզոֆիլանը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ցածր մոլեկուլային քաշի շիզոֆիլանը ցույց է տալիս զգալիորեն ավելի լավ կենսամատչելիություն և կլանման արագություն: Բացի այդ, բարձր մոլեկուլային քաշի շիզոֆիլանը հաճախ խնդրահարույց է կիրառման մեջ, քանի որ դա հանգեցնում է իր ջրային լուծույթների բարձր մածուցիկության:
Ուլտրաձայնային չափի կրճատումը շատ արդյունավետ և հուսալի տեխնիկա է շիզոֆիլանի մոլեկուլային քաշը նվազեցնելու համար՝ դրանով իսկ բարձրացնելով β-գլյուկանի մոլեկուլի որակը:
Ուլտրաձայնային սարք UIP2000hdT հաջողությամբ օգտագործվել է շիզոֆիլանի՝ սնկային β-գլյուկանի մոլեկուլային քաշը նվազեցնելու համար
Ցածր մոլեկուլային շիզոֆիլանի արտադրության արձանագրություն
Քանի որ մոլեկուլային քաշի շիզոֆիլանը ցույց է տալիս կտրուկ ավելի լավ կենսահասանելիություն և կիրառական հատկություններ, Սմիրնուի հետազոտական թիմը հետազոտել է ուլտրաձայնային ախտահանումը β-գլյուկան մոլեկուլի շիզոֆիլանի կտրվածքի և չափի կրճատման համար:
Շիզոֆիլանի ուլտրաձայնային հետազոտություն
β-1.3(1.6)-գլյուկան շիզոֆիլանը (SPG) արտադրվել է բիոռեակտորում S. commune բորբոս սուզվող աճեցմամբ՝ օգտագործելով սախարոզա որպես սուբստրատ:
Մշակման ավարտից հետո կուլտուրայի արգանակը նոսրացվում է դեմինալացված ջրով մինչև շիզոֆիլանի կոնցենտրացիան 2 գ/լ և ուլտրաձայնային է ստացվում Ուլտրաձայնային պրոցեսոր UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, Գերմանիա) վերամշակման ռեժիմում հետևյալ պարամետրերով և պայմաններով՝ միջին հոսք 50 մլ/վ, հաճախականություն 20 կՀց, ելք՝ 2000 Վտ, sonotrode տեսակ BS2d22, ուժեղացուցիչ տեսակ՝ B2-1.4 և ամպլիտուդ 100%։ Մշակույթի արգանակի ջերմաստիճանը sonication-ի սկզբում եղել է 25°C: Ուլտրաձայնային մշակութային արգանակը (հատուկ էներգիայի մուտքագրում 100 Վտ/մլ) զտվել է Seitz HS800 խորության ֆիլտրի միջոցով 1,5 բար ճնշման տակ 40°C-ում: Քիմիական բնութագրման համար ուլտրաձայնային շիզոֆիլանը (uSPG) նստեցվել է ֆիլտրատից եռակի քանակությամբ իզոպրոպիլային սպիրտով լաբորատոր ջերմաստիճանում և չորացվել 60°C-ում 12 ժամվա ընթացքում իմունոլոգիական ուսումնասիրությունների համար uSPG լուծույթները պատրաստվել են հետևյալ կերպ. Դիֆիլտրացվել է 0,1 մ2 Pall Centramate T շարքի PES ձայներիզների միջոցով (100 կԴա կտրվածք) 0,8 բարում և դիաֆիլտրացիան շարունակվել է մինչև պահվող հաղորդունակությունը կազմել է 20 μS/սմ; (2) լուծումը խտացվել է դիաֆիլտրացիայի միջոցով մինչև uSPG կոնցենտրացիան 1 գ/լ և մանրէազերծվել է ավտոկլավացման միջոցով 120°C/20 րոպե: Դենատուրացված uSPG-ն պատրաստվել է նույն ձևով, բացառությամբ, որ NaOH-ը ավելացվել է կուլտուրայի արգանակի ֆիլտրատին 0,2 Մ կոնցենտրացիայով, և ալկալացված լուծույթը ինկուբացվել է 30 րոպե լաբորատոր ջերմաստիճանում՝ նախքան դիֆիլտրացիան:
Վերլուծական մեթոդներ
Միցելիումի ելքը գնահատվել է ծանրաչափական եղանակով. կուլտուրայի արգանակը նոսրացրել են ջրով 1:4, ցենտրիֆուգվել 10000 × գ 25°C-ում 20 րոպե, նստվածքը լվանալ եռակի ջրով, չորացնել 60°C-ում և կշռել: Շիզոֆիլանը նստվածք է ստացել վերևից եռակի քանակով իզոպրոպիլային սպիրտով, չորացրել 60°C-ում 24 ժամ և դրա ելքը որոշել ծանրաչափական եղանակով: Կուլտուրայի արգանակում pO2-ը չափվել է Hamilton-Visiferm DO 120 օպտիկական զոնդով (Hamilton, Շվեյցարիա):
Կուլտուրայի արգանակի դինամիկ մածուցիկությունը չափվել է HAAKE Visco Tester 6L-ի վրա 1L և 2L spindles-ով 4°C-ում և 30 rpm պտտման արագությամբ: Զտման արագությունը հաշվարկվել է 500 մլ կուլտուրայի արգանակի ֆիլտրման ժամանակից 200 × 200 մմ Seitz HS800 (Pall, ԱՄՆ) խորության ֆիլտրի միջոցով 1,5 բար ճնշման և 40°C ջերմաստիճանում:
uSPG-ի մոլեկուլային քաշը չափվել է SEC-MALLS-ով HPLC համակարգի Alliance (Waters) վրա՝ սերիական միացված PL aquagel OH60 և PL aquagel OH40 սյունակներով, իսկ դետեկտորը miniDAWN TREOS (Wyatt) կենտրոնացվել է դիաֆիլտրացիայի միջոցով մինչև uSPG կոնցենտրացիան 1 գ/լ և ստերիլիզացվել է: ավտոկլավ 120°C/20 րոպե: Դենատուրացված uSPG-ն պատրաստվել է նույն ձևով, բացառությամբ, որ NaOH-ը ավելացվել է կուլտուրայի արգանակի ֆիլտրատին 0,2 Մ կոնցենտրացիայով, և ալկալացված լուծույթը ինկուբացվել է 30 րոպե լաբորատոր ջերմաստիճանում՝ նախքան դիֆիլտրացիան:
UIP2000hdT շիզոֆիլանի մոլեկուլային քաշի նվազեցման համար
ուլտրաձայնային սարք UP400St (400W, 24kHz) շիզոֆիլանի մշակման համար
The Ultrasonication բուժումը կիրառվել է անմիջապես S. commune 144-h մշակույթի արգանակի հետ mycelium հեշտացնել SPG ներքեւ հոսանքի մշակման.
Sonicated Schizophyllan-ի բնութագրերը. Ուլտրաձայնային շիզոֆիլանը (uSPG) կուլտուրայի արգանակի ֆիլտրատից նստեցվել է ալկոհոլով և բնութագրվել: SEC-MALLS-ը uSPG-ի Մվտ գնահատել է մոտ 1 ՄԴա: Հեղուկ խմորումից շիզոֆիլանի միջին մոլեկուլային զանգվածը մոտավորապես 5 ՄԴա է, մինչդեռ պինդ վիճակում մշակման դեպքում այն կարող է հասնել մինչև 10 ՄԴա: Համեմատելով ուլտրաձայնային շիզոֆիլանի մոլեկուլային քաշը բնիկ չբուժված շիզոֆիլանի մոլեկուլային կշիռների հետ՝ ուլտրաձայնային ազդեցության շնորհիվ կարելի է նկատել 5-ից 10 անգամ կրճատված մոլեկուլային քաշ:
The sonicated polysaccharide uSPG պարունակում էր 0,7% w/w սպիտակուց և 1,0% w/w մնացորդ բռնկվելուց հետո: uSPG հիդրոլիզատը բաղկացած է 99%-ից ավելի գլյուկոզայից: Վերլուծական արդյունքները ցույց են տալիս, որ ձայնային ազդեցությունը պատահականորեն կտրում է β-գլյուկանի ողնաշարը, և կողային ճյուղերը մնում են անձեռնմխելի, դրանով իսկ նվազեցնելով շիզոֆիլանի չափը և մոլեկուլային քաշը: Հիմնականում սպիտակուցներից և էնդոտոքսիններից զերծ uSPG-ի իմունոլոգիական հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ուլտրաձայնային ցածր Մվտ շիզոֆիլլանն ունի ընդգծված իմունոմոդուլացնող ակտիվություն:
AFM պատկերացում (վերևում) և տեղագրական պրոֆիլը (ներքևում) բնիկ ուլտրաձայնային շիզոֆիլանի: Չափում կիսակոնտային ռեժիմում 512 × 512 pxs2 թույլատրությամբ: Պայմանները՝ ոսկե ծածկույթ, զսպանակի հաստատուն 15,3 Ն/մ, ծայրի կոնի անկյուն <22°.
Նվազեցված մածուցիկություն. Ultrasonication-ը հանգեցրել է մշակույթի արգանակի մածուցիկության զգալի նվազմանը: Ուլտրաձայնային մշակման ընթացքում կուլտուրայի արգանակի մածուցիկությունը փոխվել է ոչ գծային. Հատուկ էներգիայի ներդրումը 100 Վտ/մլ բավարար էր կուլտուրայի արգանակի մածուցիկությունը գրեթե 7 անգամ նվազեցնելու համար:
S.commune կուլտուրայի արգանակի ուլտրաձայնային մշակում, որը ստացվել է բիոռեակտորում սնկերի աճեցմամբ 144 ժամ: Ուլտրաձայնային ժամանակաշրջանի ազդեցությունը (արտահայտվում է որպես հատուկ էներգիայի ներդրում Ws/mL-ով) մշակութային արգանակի խորության ֆիլտրման արագության վրա (սև սյունակ) և շիզոֆիլանի (SPG) կոնցենտրացիայի վրա ֆիլտրատում (մոխրագույն սյունակ): Ուլտրաձայնային ախտորոշման պայմանները. Ուլտրաձայնային պրոցեսոր UIP2000hd (20 կՀց, 2000 Վտ), sonotrode BS2d22, Booster B2-1.4, առատություն 100%, հոսքի արագություն 50 մլ / վ:
(նկար և ուսումնասիրություն՝ ©Smirnou et al., 2017)
Բարելավված ֆիլտրում. Ուլտրաձայնային մշակված կուլտուրայի արգանակը հոսում էր ֆիլտրի միջով ավելի արագ, քան չմշակված կուլտուրայի արգանակը (հատուկ էներգիայի ներդրում 0 Վտ/մլ) բարձր մոլեկուլային SPG-ով: Բացի այդ, Ultrasonication-ը զգալիորեն նվազեցրեց արտադրանքի կորուստը ֆիլտրման ժամանակ: Բարձր մոլեկուլային SPG-ով չմշակված կուլտուրայի արգանակի ֆիլտրատը (հատուկ էներգիայի մուտքագրում 0 Վտ/մլ) պարունակում էր 0,3 ± 0,07 գ/լ SPG, մինչդեռ SPG-ի կոնցենտրացիան խորը ֆիլտրումից առաջ 2 գ/լ էր: Ի հակադրություն, 100 Վտ/մլ ուլտրաձայնային մշակույթի ֆիլտրատը երկուսն էլ պարունակում էր SPG 2,2 ± 0,2 գ/լ կոնցենտրացիայով, ինչը համապատասխանում է արտադրանքի գրեթե զրոյական կորստին:
S.commune կուլտուրայի արգանակի ուլտրաձայնային մշակում, որը ստացվել է բիոռեակտորում սնկերի աճեցմամբ 144 ժամ: Ուլտրաձայնային ժամանակաշրջանի ազդեցությունը (արտահայտվում է որպես հատուկ էներգիայի ներդրում Ws/mL-ով) մշակութային արգանակի խորության ֆիլտրման արագության վրա (սև սյունակ) և շիզոֆիլանի (SPG) կոնցենտրացիայի վրա ֆիլտրատում (մոխրագույն սյունակ): Ուլտրաձայնային ախտորոշման պայմանները. Ուլտրաձայնային պրոցեսոր UIP2000hd (20 կՀց, 2000 Վտ), sonotrode BS2d22, Booster B2-1.4, առատություն 100%, հոսքի արագություն 50 մլ / վ:
(նկար և ուսումնասիրություն՝ ©Smirnou et al., 2017)
AFM պատկերացում (վերևում) և տեղագրական պրոֆիլը (ներքևում) դենատուրացված ուլտրաձայնային շիզոֆիլանի: Չափում կիսակոնտային ռեժիմում 512 × 512 pxs2 թույլատրությամբ: Պայմանները՝ ոսկե ծածկույթ, զսպանակի հաստատուն 15,3 Ն/մ, ծայրի կոնի անկյուն < 22°.
(նկար և ուսումնասիրություն՝ ©Smirnou et al., 2017)
Բացի այդ, հետազոտողները պարզել են, որ շիզոֆիլանի ուլտրաձայնային մշակումը հեշտությամբ ընդլայնելի է: UIP2000hdT փորձնական գործարանի ուլտրաձայնային դիսինտեգրատորի մեկ միավորը մշակել է 1 լիտր կուլտուրական արգանակ 110 վայրկյանում հոսքի ռեժիմում: Համակարգի արտադրողականությունը կարելի է հեշտությամբ բարձրացնել՝ լրացուցիչ ուլտրաձայնային բլոկների հաջորդական միացմամբ:
Կարդացեք ավելին սնկի արդյունահանման պարզ մասշտաբի մասին:
Բարձրորակ ուլտրաձայնային սարքավորում սնկային գլյուկանի մշակման համար
Պոլիսաքարիդների մասնատումը, ինչպիսիք են գլյուկանները, ինչպես նաև այլ կենսաակտիվ միացություններ, ինչպիսիք են քիտինը և խիտոզանը, կարող են հուսալիորեն մշակվել Hielscher-ի բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքավորումների միջոցով: Մեր ուլտրաձայնային սարքերը կարող են ապահովել բարձր ամպլիտուդներ, առաջարկում են ճշգրիտ վերահսկելիություն գործընթացի պարամետրերի նկատմամբ և կարող են շահագործվել 24/7 ծանր բեռի տակ և պահանջկոտ միջավայրերում: Hielscher Ultrasonics սարքավորումների տեսականին համապատասխանում է այս պահանջներին հուսալիորեն: Բացի ուլտրաձայնային գերազանց կատարողականությունից, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը պարծենում են բարձր էներգաարդյունավետությամբ, ինչը զգալի տնտեսական առավելություն է: – հատկապես, երբ օգտագործվում է առևտրային լայնածավալ արտադրության մեջ:
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը բարձր արդյունավետությամբ համակարգեր են, որոնք կարող են համալրվել աքսեսուարներով, ինչպիսիք են սոնոտրոդները, ուժեղացուցիչները, ռեակտորները կամ հոսքային բջիջները, որպեսզի օպտիմալ կերպով համապատասխանեն ձեր գործընթացի կարիքներին: Թվային գունավոր էկրանով ապահովված է նախադրված ձայնային երթևեկությունը, տվյալների ավտոմատ ձայնագրումը ինտեգրված SD քարտի վրա, բրաուզերի հեռակառավարման և շատ այլ գործառույթներ, գործընթացի ամենաբարձր կառավարումը և օգտագործողի համար հարմարավետությունն ապահովված են: Ուլտրաձայնային Hielscher համակարգերը, որոնք համակցված են ամրության և ծանր կրող հզորության հետ, ձեր հուսալի աշխատանքային ձին են արտադրության մեջ: β-գլյուկանների մոլեկուլային քաշի նվազեցումը, ինչպիսին է շիզոֆիլանը, պահանջում է հզոր ուլտրաձայնային հետազոտություն՝ նպատակային ճեղքվածք ստանալու համար և բարձրորակ շիզոֆիլանի վերջնական արտադրանք, որը կարող է օգտագործվել դեղագործական կիրառությունների համար:
Գտեք ավելի շատ տեղեկատվություն սնկից բետա-գլյուկանի ուլտրաձայնային արդյունահանման մասին, ներառյալ քայլ առ քայլ հրահանգները այստեղ:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով կիրառական կիրառությունների խառնուրդի, ցրման, էմուլսացման և արդյունահանման համար:
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
շիզոֆիլան – Սնկային β-գլյուկան
Schizophyllan-ը, որը նաև հայտնի է որպես sizofiran, SPG, sonifilan, sizofilan, չեզոք արտաբջջային պոլիսախարիդ է, որը արտադրվում է Schizophyllum commune Fries սնկից՝ Basidiomycetes սնկերի տեսակից: Շիզոֆիլանը լուծվող բետա-D-գլյուկան է, որի գործողության ճշգրիտ մեխանիզմը դեռ լիովին պարզված չէ, սակայն այս հատուկ β-գլյուկանը ցույց է տալիս իմունոմոդուլացնող և հակաուռուցքային ազդեցություն: Չնայած սիզոֆիրանի գործողության ճշգրիտ մեխանիզմը դեռ լիովին պարզաբանված չէ, այս գործակալը, ըստ երևույթին, խթանում է իմունային համակարգը՝ մեծացնելով ցիտոկինների արտադրությունը, ակտիվացնելով մակրոֆագները և Լանգերհանսի բջիջները և ուժեղացնելով պոլիմորֆոնուկլեար լեյկոցիտների (PML) և բնական մարդասպան բջիջների ակտիվությունը: Սիզոֆիրանը բավականին անարդյունավետ է ստամոքսի քաղցկեղի դեմ, սակայն երկարացրել է գոյատևման ժամանակը գլխի և պարանոցի քաղցկեղով հիվանդների մոտ: Արգանդի վզիկի քաղցկեղի դեպքում Sizofiran-ը երկարացրել է գոյատևումը և կրկնվելու ժամանակը II փուլի դեպքերի համար, բայց ոչ III փուլի համար, և ցույց է տվել լրացուցիչ արդյունավետություն, երբ ներարկվում է ուղղակիորեն ուռուցքային զանգվածի մեջ: Sonifilan-ը օգտագործվում է որպես կենսաբանական արձագանքման փոփոխիչ (BRM) ճառագայթային թերապիայի հետ Ճապոնիայում քաղցկեղի բուժման համար: Այն գործարկվել է արգանդի վզիկի քաղցկեղի դեմ Հարավային Կորեայում 1998 թվականին:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.