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:
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:
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°.
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, also known as sizofiran, SPG, sonifilan, sizofilan, is a neutral extracellular polysaccharide produced by the fungus Schizophyllum commune Fries, a species of Basidiomycetes mushroom. Schizophyllan is a soluble beta-D-glucan, whose exact mechanism of action is not yet fully elucidated, but this specific β-glucan shows immunomodulating and antitumor effects. Although sizofiran’s exact mechanism of action has yet to be fully elucidated, this agent appears to stimulate the immune system by increasing cytokine production, activating macrophages and Langerhans cells and enhancing the activity of polymorphonuclear leukocytes (PML) and natural killer (NK) cells. Sizofiran was found rather ineffective against gastric cancer, but extended survival time in patients with head and neck cancer. In cervical cancer, Sizofiran prolonged survival and time to recurrence for stage II cases but not stage III, and showed added effectiveness when injected directly into the tumor mass. Sonifilan is used as a biological response modifier (BRM) with radiation therapy for cancer treatment in Japan. It was launched for cervical cancer in South Korea in 1998.
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.