高精製シゾフィランβグルカンの超音波製造

シゾフィアランは免疫調節特性を有する真菌βグルカンである。高活性薬効を発揮するためには、シゾフィランは、バイオアベイラビリティの向上を示すために低分子量である必要があります。超音波は、シゾフィランの分子量を低減することが証明されています。信頼性と有効性の方法として、超音波処理は、低分子量シゾフィランの生産に簡単に適用することができます。

シゾフィラムキノコ

キノコシゾフィラムコミューンには、シゾフィラン、SPG、ソニフィラン、シゾフィランとしても知られているβグルカンスチズフィランが含まれていますシゾフィラムキノコの種は、雨季の後に腐敗した木の上に自然の中で成長します。果実体は、次の乾季に収集されます。シゾフィラム種はグルカンなどの生化学的化合物が豊富であり、特に熱帯諸国では食品や医薬品として消費されています。免疫調節性、抗真菌性、抗腫瘍性および抗ウイルス性、抗ウイルス性により、スプリトギルキノコとしても知られるシゾフィラムコミューンは、バイオテクノロジーおよび製薬会社を引き付けています。
シゾフィラン、ソニフィラン、シゾフィランとも呼ばれる多糖シゾフィランは、非常に効果的な生理活性βグルカンシゾフィランを提供するシゾフィラムキノコに見られる主要なβグルカンです。
シゾフィルムコミューンキノコは木の上に自然に成長し、マイセリウムは発酵液中で培養することもできる。医薬品および化粧品用途では、低分子量シゾフィランは、高分子量シゾフィランよりも効果が高い方が効果的です。これは、低分子量シゾフィランが有意に良いバイオアベイラビリティと吸収率を示しているという事実によるものです.高分子量のシゾフィランは、その水溶液の高粘度をもたらすため、しばしばアプリケーションに問題があります。
超音波サイズの縮小は、チゾフィランの分子量を下げ、それによってβグルカン分子の品質を高める非常に効果的で信頼性の高い技術です。

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シゾフィラン(シゾフィラン、SPG、ソニフィラン、シゾフィラン)のサイズ縮小のための超音波プロセッサUIP2000hdT。

超音波装置 UIP2000hdT 真菌βグルカンであるシゾフィランの分子量を下げることに成功した

低分子量シゾフィランの生産プロトコル

分子量シゾフィランは、生物学的利用能と応用特性を大幅に改善するため、Smirnouの研究チームは、βグルカン分子シゾフィランの切断とサイズ縮小のための超音波処理を調査しました。

シゾフィランの超音波処理

β-1.3(1.6)-グルカンシゾフィラン(SPG)は、ショ糖を基質としてバイオリアクター中のS.コミューン菌の水没培養により製造された。
栽培終了後、培養液を、シゾフィラン濃度2g/Lに脱塩水で希釈し、その後 超音波プロセッサUIP2000hdT (ヒールシャー超音波GmbH、ドイツ)は、次のパラメータと条件でリサイクルモードで:媒体流量50 mL、周波数20 kHz、出力2000 W、ソトロード型BS2d22、ブースタータイプB2-1.4と振幅100%。超音波処理の開始時の培養液温度は25°Cであった。 超音波培養液(比エネルギー入力100 Ws/mL)を、40°Cで1.5バー圧下でザイツHS800深度フィルターを通して濾過した。 化学特性評価のための超音波シゾフィラン(uSPG)を、実験室温度でイソプロピルアルコールの三倍量で濾液から析出し、 免疫学的研究のための12h uSPG溶液のために60°Cで乾燥した:(1)0.1m2 PallセントラメートTシリーズPESカセット(100kDaカットオフ)で0.1m2 PallセントラメートTシリーズPESカセットを通してダイアフィルトされた超音波培養液は、20μS/cmまで続けた。(2)溶液をuSPG濃度1g/Lにダイアフィルすることにより濃縮し、120°C/20分でオートクレーブ処理により滅菌した。変性されたuSPGは、NaOHを濃度0.2Mの濾液で培養液に添加し、アルカリ化溶液をダイアトローション前の実験室温度で30分間インキュベートしたことを除いて、同様の方法で調製した。

分析方法

菌糸収率は重量測定的に推定された:培養液を水1:4で希釈し、25°Cで10000×gを20分間遠心し、沈殿物を3倍量の水で洗浄し、60°Cで乾燥し、重み付けした。シゾフィランは、イソプロピルアルコールの三重量で上清から沈殿し、60°Cで24時間乾燥し、その収率を重量測定で決定した。培養液中のpO2を、光学プローブハミルトン・ヴィヒファームDO 120(ハミルトン、スイス)により測定した。
培養液の動的粘度を、4°Cでスピンドル1L、2L、回転速度30rpmのHAAKEビスコテスター6Lで測定した。濾過速度は、500 mL培養液から200×200 mmのザイツHS800(Pall、USA)深度フィルタを1.5バー圧および40°Cで濾過時間から算出した。
USPG分子量は、SEC-MALLS on HPLCシステムアライアンス(ウォーターズ)によって、シリーズ接続PLアクアゲルOH60およびPLアクアゲルOH40カラムを有し、検出器miniDAWN TREOS(ワイアット)はuSPG濃度1g/Lにダイアフィルトレーションによって濃縮され、120°C/20分でオートクレーブすることによって滅菌された。変性されたuSPGは、NaOHを濃度0.2Mの濾液で培養液に添加し、アルカリ化溶液をダイアトローション前の実験室温度で30分間インキュベートしたことを除いて、同様の方法で調製した。

真菌βグルカンシゾフィランの分子量の超音波減少(シゾフィラン、SPG、ソニフィラン、シゾフィラン)

UIP2000hdT シゾフィランの分子量の低下


超音波は、医薬品グレードの低分子量シゾフィランの製造のための非常に効果的な方法です。

超音波装置 UP400St(400W、24kHzの) シゾフィラン処理用

結果:
超音波処理は、SPG下流処理を容易にするために菌糸体を有するS.コミューン144-h培養液に直接適用された。
超音波式シゾフィランの特徴: 超音波シゾフィラン(uSPG)は、アルコールによって濾液培養液から沈殿し、特徴付けた。SEC-MALLSはuSPGのMwを約1 MDaと見積もった。液体発酵によるシゾフィランの平均分子量は約5MDaであり、一方、固体栽培では10MDaまで到達する可能性がある。超音波付きシゾフィランの分子量を、未処理の天然のシゾフィランの分子量と比較すると、超音波による分子量の5~10倍の低下が観察される。
超音波処理された多糖類uSPGは、0.7%w/wタンパク質および1.0%w/w残基を着火後に含んでいた。uSPG加水分解物は99%以上のグルコースで構成された。分析結果は、超音波処理がβグルカン骨格をランダムに切断し、側枝がそのまま残り、シゾフィランのサイズと分子量を小さくすることを示している。本質的にタンパク質および内毒素フリーuSPGに関する免疫学的研究は、超音波低Mwシゾフィランが免疫調節活性を顕著に示したことを示した。

超音波処理は、音響キャビテーションを使用して分子を切断することにより、シゾフィランの分子量を低減するために正常に適用されます。

AFMイメージング(上)と天然超音波シゾフィランの地形プロファイル(底部)解像度 512 のセミコンタクトモード× 512 pxs2 での測定。条件:金のコーティング、ばね定数15.3 N/m、先端コーン角度 <22°.

粘度の低減: 超音波処理は、培養液粘度の有意な減少をもたらした。超音波処理中、培養液の粘度は非線形に変化した:粘度の低下は、超超音波処理の開始時に急速であったが、後でそれが減速した。特定のエネルギー入力100 Ws/mLは、培養液の粘度をほぼ7倍に低減するのに十分であった。

超音波処理器UIP2000hdTは、効果的に真菌化合物シゾフィランのサイズを小さくするために使用されます

144hのためのバイオリアクターで菌培養によって得られたS.コミューン培養液の超音波。培養液深濾過(黒柱)の速度(黒柱)、および濾液中のシゾフィラン(SPG)濃度(灰色カラム)に対する超音波処理期間(Ws/mLでの特定のエネルギー入力として表される)の影響。超音波の条件: 超音波プロセッサUIP2000hd(20 kHz、2000W)、ソトロードBS2d22、ブースターB2-1.4、振幅100%、流量50mL/s。
(写真と研究:©Smirnouら、2017)

改良されたろ過: 超音波処理された培養液は、高分子SPGを有する未処理培養液(特定エネルギー入力0 Ws/mL)よりも速くフィルターを流れた。また、超音波処理は、ろ過中の製品損失を大幅に減少させました。高分子SPG(比エネルギー入力0 Ws/mL)を有する未処理培養液の濾液は0.3±0.07g/L SPGを含み、深度濾過前のSPG濃度は2g/Lであった。対照的に、100 Ws/mL超音波培養液の濾液は、いずれも濃度2.2±0.2g/LでSPGを含み、製品損失はほぼゼロに相当する。

超音波処理は、シゾフィランを大幅に改善します。

144hのためのバイオリアクターで菌培養によって得られたS.コミューン培養液の超音波。培養液深濾過(黒柱)の速度(黒柱)、および濾液中のシゾフィラン(SPG)濃度(灰色カラム)に対する超音波処理期間(Ws/mLでの特定のエネルギー入力として表される)の影響。超音波の条件: 超音波プロセッサUIP2000hd(20 kHz、2000W)、ソトロードBS2d22、ブースターB2-1.4、振幅100%、流量50mL/s。
(写真と研究:©Smirnouら、2017)

超音波処理は、キノコ由来の生理活性化合物であるシゾフィランの分子量を低減するために使用されます。

AFMイメージング(上)と変性超音波シゾフィランの地形プロファイル(底部)解像度 512 のセミコンタクトモード× 512 pxs2 での測定。条件:金のコーティング、ばね定数15.3 N/m、先端コーン角度 < 22°.
(写真と研究:©Smirnouら、2017)

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結論: 彼らの結論として、研究チームは、超音波処理が低分子量シゾフィランの製造のための優れた技術であり、化粧品や医薬品に使用できることを再開します。超音波は、菌糸体と完全な培養液に適用される場合、シゾフィラン生産に特定の利点をもたらします。下流加工時の製品損失を低減し、限外濾過の効率的な使用により、高度に精製された多糖の製造を可能にします。
さらに、研究者は、シゾフィランの超音波処理が容易にスケーラブルであることを発見しました。パイロットプラントの超音波崩壊機UIP2000hdTの1単位は、フローモードで110 sで培養液の1リットルを処理しました。システムの生産性は、追加の超音波ユニットの順次接続によって容易に増加させることができる。

真菌グルカン処理用高性能超音波装置

UIP4000hdTは4000ワット強力な超音波インラインミキサーです。グルカンなどの多糖類やキチンやキトサンなどの生物活性化合物の断片化は、ヒールシャーの高性能超音波装置で確実に処理することができます。当社の超音波処理器は、高振幅を提供することができ、プロセスパラメータを正確に制御可能にし、重い負荷の下で、厳しい環境で24時間365日動作することができます。ヒールシャー超音波の機器の範囲は、確実にこれらの要件を満たします。優れた超音波性能に加えて、ヒールシャー超音波装置は、重要な経済的利点である高エネルギー効率を誇っています – 特に、商業用大規模生産に採用される場合。
ヒールシャー超音波装置は、最適な方法であなたのプロセスのニーズに合わせてソトロード、ブースター、リアクタやフローセルなどのアクセサリーを装備することができる高性能システムです。堅牢性と重い耐荷重能力と組み合わせることで、ヒールシャー超音波システムは、生産における信頼性の高い作業馬です。シゾフィランなどのβグルカンの分子量の低下は、標的切断と医薬品用途に使用できる高品質の最終的なシゾフィラン製品を得るために強力な超音波を必要とします。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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超音波高剪断ホモジナイザーは、実験室、ベンチトップ、パイロット、産業加工で使用されます。

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。



文献 / 参考文献

知る価値のある事実

シゾフィラン – 真菌βグルカン

シゾフィランは、シゾフィラン、SPG、ソニフィラン、シゾフィランとも呼ばれ、バシジオマイセツキノコの一種であるシゾフィラムコミューンフライドポテト菌によって産生される中性細胞外多糖である。シゾフィランは、正確な作用機序がまだ完全に解明されていない可溶性β-D-グルカンですが、この特定のβグルカンは免疫調節および抗腫瘍効果を示しています。シゾフィランの正確な作用機序はまだ完全には解明されていないが、この薬剤はサイトカイン産生を増加させ、マクロファージおよびランゲルハンス細胞を活性化し、多形核白血球(PML)およびナチュラルキラー(NK)細胞の活性を高めることによって免疫系を刺激するように見える。シゾフィランは胃癌に対してかなり効果がないことが判明したが、頭頸部癌の患者では生存時間が延長された。子宮頸癌では、シゾフィランはステージII症例の生存期間と再発時間を延長したが、ステージIIIは、腫瘍塊に直接注入すると追加の有効性を示した。ソニフィランは、日本におけるがん治療のための放射線療法を行う生物学的応答修飾剤(BRM)として使用されています。1998年に韓国で子宮頸がんが発足した。


高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、完全工業用超音波システムにベンチトップユニット上のコンパクトラボ超音波装置から完全なスペクトルをカバーしています。

ヒールシャー超音波は、から高性能超音波ホモジナイザーを製造しています ラボ産業サイズ。