მაღალგაწმენდილი შიზოფილანის ბეტა-გლუკანების ულტრაბგერითი წარმოება
შიზოფიალანი არის სოკოვანი β-გლუკანი იმუნომოდულატორული თვისებებით. მაღალი აქტიური სამკურნალო ეფექტისთვის, შიზოფილანს უნდა ჰქონდეს დაბალი მოლეკულური წონა, რათა აჩვენოს გაუმჯობესებული ბიოშეღწევადობა. ულტრაბგერითი დადასტურებულია, რომ ამცირებს შიზოფილანის მოლეკულურ წონას. როგორც საიმედო და ეფექტური მეთოდი, სონიკა შეიძლება ადვილად იქნას გამოყენებული დაბალი მოლეკულური წონის შიზოფილანის წარმოებისთვის.
შიზოფილუმის სოკო და ულტრაბგერითი ბეტა-გლუკანის ექსტრაქცია
Schizophyllum სოკოს სახეობები ბუნებაში იზრდება წვიმების სეზონის შემდეგ გაფუჭებულ ხეებზე. ხილის სხეულები გროვდება შემდეგ მშრალ სეზონზე. შიზოფილუმის სახეობები მდიდარია ბიოქიმიური ნაერთებით, როგორიცაა გლუკანები და ამიტომ მოიხმარენ განსაკუთრებით ტროპიკულ ქვეყნებში, როგორც საკვები და წამალი. მისი იმუნომოდულატორული, სოკოს საწინააღმდეგო, ანტინეოპლასტიკური და ანტივირუსული თვისებების გამო, შიზოფილუმის კომუნა, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც Splitgill სოკო, მიიპყრო ბიოტექნოლოგიურ და ფარმაცევტულ კომპანიებს.
პოლისაქარიდი შიზოფილანი, ასევე ცნობილი როგორც სიზოფირანი, სონიფილანი ან სიზოფილანი, არის მთავარი β-გლუკანი, რომელიც გვხვდება შიზოფილუმის სოკოში, რომელიც გვთავაზობს მაღალეფექტურ ბიოაქტიურ β-გლუკან შიზოფილანს.
Schizophyllum commune სოკო ბუნებაში იზრდება ხეებზე, მიცელიუმის გაშენება შესაძლებელია დუღილის ბულიონშიც. ფარმაცევტული და კოსმეტიკური გამოყენებისთვის, დაბალი მოლეკულური წონის შიზოფილანი ბევრად უფრო ეფექტურია, ვიდრე მაღალი მოლეკულური წონის შიზოფილანი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ დაბალი მოლეკულური წონის შიზოფილანი აჩვენებს მნიშვნელოვნად უკეთეს ბიოშეღწევადობას და შთანთქმის სიჩქარეს. გარდა ამისა, მაღალი მოლეკულური წონის შიზოფილანი ხშირად პრობლემურია აპლიკაციებში, რადგან ეს იწვევს მისი წყალხსნარების მაღალ სიბლანტეს.
ულტრაბგერითი ზომის შემცირება არის უაღრესად ეფექტური და საიმედო ტექნიკა შიზოფილანის მოლეკულური წონის შესამცირებლად, რითაც გაზრდის β-გლუკანის მოლეკულის ხარისხს.
ულტრაბგერითი UIP2000hdT წარმატებით იქნა გამოყენებული შიზოფილანის, სოკოვანი β-გლუკანის მოლეკულური წონის შესამცირებლად
დაბალმოლეკულური შიზოფილანის წარმოების პროტოკოლი
იმის გამო, რომ მოლეკულური წონის შიზოფილანი აჩვენებს მკვეთრად უკეთეს ბიოშეღწევადობას და გამოყენების თვისებებს, სმირნუს მკვლევარმა ჯგუფმა გამოიკვლია ულტრაბგერითი გამოყოფა და ზომის შემცირებისთვის β-გლუკანის მოლეკულა შიზოფილანის.
შიზოფილანის ულტრაბგერითი გამოკვლევა
β-1.3(1.6)-გლუკანი შიზოფილანი (SPG) წარმოიქმნა S. commune სოკოს წყალქვეშა კულტივირებით ბიორეაქტორში საქაროზის, როგორც სუბსტრატის გამოყენებით.
კულტივაციის დასრულების შემდეგ, კულტურის ბულიონი განზავებულია დემინერალიზებული წყლით შიზოფილანის კონცენტრაციამდე 2 გ/ლ და ულტრაბგერითი ამუშავებს ულტრაბგერითი პროცესორი UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, გერმანია) გადამუშავების რეჟიმში შემდეგ პარამეტრებსა და პირობებში: საშუალო ნაკადი 50 მლ/წმ, სიხშირე 20 kHz, გამომავალი 2000 W, sonotrode ტიპის BS2d22, გამაძლიერებელი ტიპი B2-1.4 და ამპლიტუდა 100%. კულტურის ბულიონის ტემპერატურა სონიკაციის დასაწყისში იყო 25°C. ულტრაბგერითი კულტურის ბულიონი (სპეციფიკური ენერგიის შეყვანა 100 ვტ/მლ) გაფილტრული იყო Seitz HS800 სიღრმის ფილტრის მეშვეობით 1,5 ბარი წნევის ქვეშ 40°C-ზე. ულტრაბგერითი შიზოფილანი (uSPG) ქიმიური დახასიათებისთვის დალექილი იყო ფილტრატიდან სამმაგი რაოდენობით იზოპროპილის სპირტით ლაბორატორიულ ტემპერატურაზე და გაშრეს 60°C-ზე 12 საათის განმავლობაში. uSPG ხსნარი იმუნოლოგიური კვლევებისთვის მომზადდა შემდეგნაირად: (1) ულტრაბგერითი კულტურის ბულიონის ფილტრატი. განხორციელდა დიაფილტრაცია 0,1 მ2 Pall Centramate T-სერიის PES კასეტაში (100 kDa cut-off) 0,8 ბარზე და დიაფილტრაცია გაგრძელდა მანამ, სანამ შეკავებული გამტარობა არ იყო 20 μS/cm; (2) ხსნარი კონცენტრირებული იყო დიაფილტრაციით uSPG კონცენტრაციამდე 1 გ/ლ და სტერილიზაცია მოხდა ავტოკლავირებით 120°C/20 წთ. დენატურირებული uSPG მომზადდა ანალოგიურად, გარდა იმისა, რომ NaOH დაემატა კულტურის ბულიონის ფილტრატს კონცენტრაციით 0.2 M და ტუტე ხსნარი ინკუბირებული იყო 30 წუთის განმავლობაში ლაბორატორიულ ტემპერატურაზე დიაფილტრაციამდე.
ანალიტიკური მეთოდები
მიცელიუმის გამოსავლიანობა შეფასდა გრავიმეტრულად: კულტურის ბულიონი განზავებული იყო წყლით 1:4, ცენტრიფუგირებული იყო 10000 × გ 25°C-ზე 20 წუთის განმავლობაში, ნალექი გარეცხილი იყო სამმაგი რაოდენობით წყლით, გაშრეს 60°C-ზე და წონით. შიზოფილანი ზედნატანიდან დალექილი იყო სამმაგი რაოდენობით იზოპროპილის სპირტით, აშრობდა 60°C-ზე 24 საათის განმავლობაში და მისი გამოსავლიანობა განისაზღვრა გრავიმეტრულად. pO2 კულტურის ბულიონში გაზომილი იყო ოპტიკური ზონდით Hamilton-Visiferm DO 120 (Hamilton, შვეიცარია).
კულტურის ბულიონის დინამიური სიბლანტე გაზომილი იყო HAAKE Visco Tester 6L-ზე 1L და 2L spindles-ით 4°C-ზე და ბრუნვის სიჩქარით 30 rpm. ფილტრაციის სიჩქარე გამოითვლებოდა 500 მლ კულტურის ბულიონის ფილტრაციის დროიდან 200 × 200 მმ Seitz HS800 (პალი, აშშ) სიღრმის ფილტრის მეშვეობით 1,5 ბარ წნევაზე და 40°C-ზე.
uSPG მოლეკულური წონა გაზომილი იყო SEC-MALLS-ით HPLC სისტემაზე Alliance (Waters) სერიით დაკავშირებული PL aquagel OH60 და PL aquagel OH40 სვეტებით, ხოლო დეტექტორი miniDAWN TREOS (Wyatt) კონცენტრირებული იყო დიაფილტრაციით uSPG კონცენტრაციამდე 1 გ/ლ და სტერილიზაცია მოხდა. ავტოკლავირება 120°C/20 წთ. დენატურირებული uSPG მომზადდა ანალოგიურად, გარდა იმისა, რომ NaOH დაემატა კულტურის ბულიონის ფილტრატს კონცენტრაციით 0.2 M და ტუტე ხსნარი ინკუბირებული იყო 30 წუთის განმავლობაში ლაბორატორიულ ტემპერატურაზე დიაფილტრაციამდე.
UIP2000hdT შიზოფილანის მოლეკულური წონის შესამცირებლად
ულტრაბგერითი UP400St (400W, 24kHz) შიზოფილანის გადამუშავებისთვის
ულტრაბგერითი მკურნალობა იქნა გამოყენებული პირდაპირ S. commune 144-სთ კულტურის ბულიონზე მიცელიუმით, რათა ხელი შეუწყოს SPG ქვემო დინების დამუშავებას.
გაჟღენთილი შიზოფილანის მახასიათებლები: ულტრაბგერითი შიზოფილანი (uSPG) დალექილი იყო კულტურის ბულიონის ფილტრატიდან ალკოჰოლით და დახასიათდა. SEC-MALLS-ის შეფასებით, uSPG-ის მეგავატი იქნება დაახლოებით 1 MDa. შიზოფილანის საშუალო მოლეკულური წონა თხევადი დუღილიდან არის დაახლოებით 5 MDa, ხოლო მყარ მდგომარეობაში კულტივირებისას შეიძლება მიაღწიოს 10 MDa-ს. ულტრაბგერითი შიზოფილანის მოლეკულური წონის შედარებისას ადგილობრივი არანამკურნალევი შიზოფილანის მოლეკულურ წონას, ულტრაბგერითი გამოკვლევის გამო შეიძლება შეინიშნოს 5-დან 10-ჯერ შემცირებული მოლეკულური წონა.
გაჟღენთილი პოლისაქარიდი uSPG შეიცავდა 0.7% w/w პროტეინს და 1.0% w/w ნარჩენს აალების შემდეგ. uSPG ჰიდროლიზატი შედგებოდა გლუკოზისგან 99%-ზე მეტით. ანალიტიკური შედეგები მიუთითებს, რომ სონიკა წყვეტს β-გლუკანის ხერხემალს შემთხვევით და გვერდითი ტოტები რჩება ხელუხლებელი, რითაც მცირდება შიზოფილანის ზომა და მოლეკულური წონა. იმუნოლოგიურმა კვლევებმა არსებითად პროტეინების და ენდოტოქსინების თავისუფალი uSPG-ზე აჩვენა, რომ ულტრაბგერითი დაბალ მვტ შიზოფილანს აქვს გამოხატული იმუნომოდულატორული აქტივობა.
AFM გამოსახულება (ზედაზე) და ტოპოგრაფიული პროფილი (ქვემოთ) ადგილობრივი ულტრაბგერითი შიზოფილანის. გაზომვა ნახევრად კონტაქტურ რეჟიმში 512 × 512 pxs2 გარჩევადობით. პირობები: ოქროს საფარი, ზამბარის მუდმივი 15,3 ნ/მ, წვერის კონუსის კუთხე <22°.
შემცირებული სიბლანტე: ულტრაბგერითმა გამოიწვია კულტურის ბულიონის სიბლანტის მნიშვნელოვანი შემცირება. ულტრაბგერითი დამუშავების დროს, კულტურის ბულიონის სიბლანტე იცვლებოდა არაწრფივი: სიბლანტის დაქვეითება იყო სწრაფი ულტრაბგერითი გამოკვლევის დასაწყისში, მაგრამ მოგვიანებით ის შენელდა. სპეციფიკური ენერგიის შეყვანა 100 ვტ/მლ საკმარისი იყო კულტურის ბულიონის სიბლანტის თითქმის 7-ჯერ შესამცირებლად.
S.commune კულტურის ბულიონის ულტრაბგერითი დამუშავება, რომელიც მიღებული იყო სოკოს კულტივირებით ბიორეაქტორში 144 სთ. ულტრაბგერითი პერიოდის ეფექტი (გამოხატული, როგორც ენერგიის სპეციფიკური შეყვანა Ws/mL) კულტურის ბულიონის სიღრმისეული ფილტრაციის სიჩქარეზე (შავი სვეტი) და შიზოფილანის (SPG) კონცენტრაციაზე ფილტრატში (ნაცრისფერი სვეტი). ულტრაბგერითი გამოკვლევის პირობები: ულტრაბგერითი პროცესორი UIP2000hd (20 kHz, 2000W), sonotrode BS2d22, გამაძლიერებელი B2-1.4, ამპლიტუდა 100%, ნაკადის სიჩქარე 50 მლ/წმ.
(სურათი და შესწავლა: ©Smirnou et al., 2017)
გაუმჯობესებული ფილტრაცია: ულტრაბგერით დამუშავებული კულტურის ბულიონი უფრო სწრაფად გადიოდა ფილტრში, ვიდრე დაუმუშავებელი კულტურის ბულიონი (სპეციფიკური ენერგიის შეყვანა 0 ვტ/მლ) მაღალმოლეკულური SPG-ით. გარდა ამისა, ულტრაბგერითმა მნიშვნელოვნად შეამცირა პროდუქტის დაკარგვა ფილტრაციის დროს. დაუმუშავებელი კულტურის ბულიონის ფილტრატი მაღალმოლეკულური SPG-ით (სპეციფიკური ენერგიის შეყვანა 0 ვტ/მლ) შეიცავდა 0,3 ± 0,07 გ/ლ SPG, ხოლო SPG კონცენტრაცია სიღრმის ფილტრაციამდე იყო 2 გ/ლ. ამის საპირისპიროდ, 100 ვტ/მლ ულტრაბგერითი კულტურის ფილტრატი შეიცავდა SPG კონცენტრაციას 2,2 ± 0,2 გ/ლ, რაც შეესაბამება პროდუქტის თითქმის ნულოვან დანაკარგს.
S.commune კულტურის ბულიონის ულტრაბგერითი დამუშავება, რომელიც მიღებული იყო სოკოს კულტივირებით ბიორეაქტორში 144 სთ. ულტრაბგერითი პერიოდის ეფექტი (გამოხატული, როგორც ენერგიის სპეციფიკური შეყვანა Ws/mL) კულტურის ბულიონის სიღრმისეული ფილტრაციის სიჩქარეზე (შავი სვეტი) და შიზოფილანის (SPG) კონცენტრაციაზე ფილტრატში (ნაცრისფერი სვეტი). ულტრაბგერითი გამოკვლევის პირობები: ულტრაბგერითი პროცესორი UIP2000hd (20 kHz, 2000W), sonotrode BS2d22, გამაძლიერებელი B2-1.4, ამპლიტუდა 100%, ნაკადის სიჩქარე 50 მლ/წმ.
(სურათი და შესწავლა: ©Smirnou et al., 2017)
AFM გამოსახულება (ზედაზე) და ტოპოგრაფიული პროფილი (ქვემოთ) დენატურირებული ულტრაბგერითი შიზოფილანის. გაზომვა ნახევრად კონტაქტურ რეჟიმში 512 × 512 pxs2 გარჩევადობით. პირობები: ოქროს საფარი, ზამბარის მუდმივი 15,3 ნ/მ, წვერის კონუსის კუთხე < 22°.
(სურათი და შესწავლა: ©Smirnou et al., 2017)
გარდა ამისა, მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ შიზოფილანის ულტრაბგერითი დამუშავება ადვილად მასშტაბირებადია. საპილოტე ქარხნის ულტრაბგერითი დეზინტეგრატორი UIP2000hdT-ის ერთმა ერთეულმა დაამუშავა 1 ლიტრი კულტურის ბულიონი 110 წმ-ში ნაკადის რეჟიმში. სისტემის პროდუქტიულობა ადვილად შეიძლება გაიზარდოს დამატებითი ულტრაბგერითი დანადგარების თანმიმდევრული შეერთებით.
წაიკითხეთ მეტი სოკოს მოპოვების მარტივი მასშტაბის შესახებ!
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი მოწყობილობა სოკოვანი გლუკანის დამუშავებისთვის
პოლისაქარიდების ფრაგმენტაცია, როგორიცაა გლუკანები, ისევე როგორც სხვა ბიოაქტიური ნაერთები, როგორიცაა ქიტინი და ქიტოზანი, შეიძლება საიმედოდ დამუშავდეს Hielscher-ის მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი აღჭურვილობით. ჩვენს ულტრაბგერას შეუძლია მაღალი ამპლიტუდის მიწოდება, გთავაზობთ ზუსტ კონტროლირებას პროცესის პარამეტრებზე და შეიძლება მუშაობდეს 24/7 მძიმე დატვირთვის ქვეშ და მომთხოვნ გარემოში. Hielscher Ultrasonics-ის აღჭურვილობის დიაპაზონი საიმედოდ აკმაყოფილებს ამ მოთხოვნებს. გამორჩეული ულტრაბგერითი მუშაობის გარდა, Hielscher ულტრაბგერითი ამაყობს მაღალი ენერგოეფექტურობით, რაც მნიშვნელოვანი ეკონომიკური უპირატესობაა. – განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც დასაქმებულია კომერციულ ფართომასშტაბიან წარმოებაზე.
Hielscher ულტრაბგერითი არის მაღალი ხარისხის სისტემები, რომლებიც შეიძლება აღჭურვილი იყოს ისეთი აქსესუარებით, როგორიცაა სონოტროდები, გამაძლიერებლები, რეაქტორები ან ნაკადის უჯრედები, რათა შეესაბამებოდეს თქვენი პროცესის საჭიროებებს ოპტიმალურად. ციფრული ფერადი დისპლეით უზრუნველყოფილია წინასწარ დაყენებული ხმოვანი გაშვების შესაძლებლობა, მონაცემთა ავტომატური ჩაწერა ინტეგრირებულ SD ბარათზე, ბრაუზერის დისტანციური კონტროლი და მრავალი სხვა ფუნქცია, პროცესის უმაღლესი კონტროლი და მომხმარებლის კეთილგანწყობა. სიმტკიცესთან და მძიმე ტვირთამწეობასთან ერთად, Hielscher ულტრაბგერითი სისტემები თქვენი საიმედო სამუშაო ცხენია წარმოებაში. β-გლუკანების მოლეკულური წონის შემცირება, როგორიცაა შიზოფილანი, საჭიროებს ძლიერ ულტრაბგერას მიზანმიმართული გახლეჩის და საბოლოო შიზოფილანის მაღალი ხარისხის პროდუქტის მისაღებად, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფარმაცევტულ პროგრამებში.
იპოვეთ მეტი ინფორმაცია სოკოდან ულტრაბგერითი ბეტა-გლუკანის მოპოვების შესახებ, მათ შორის ნაბიჯ-ნაბიჯ ინსტრუქციები აქ!
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| Batch მოცულობა | დინების სიჩქარე | რეკომენდირებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10 დან 200 მლ / წთ | UP100H |
| 10 დან 2000 მლ | 20 დან 400 მლ / წთ | Uf200 ः t, UP400St |
| 01-დან 20 ლ-მდე | 02-დან 4 ლ / წთ | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ | 2-დან 10 ლ / წთ | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100 ლ / წთ | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / გვკითხე ჩვენ!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული, საპილოტე და სამრეწველო მასშტაბის პროგრამების, დისპერსიის, ემულგირებისა და მოპოვების შერევისთვის.
ლიტერატურა / ცნობები
- 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.
ფაქტები Worth Knowing
შიზოფილანი – სოკოვანი β-გლუკანი
შიზოფილანი, ასევე ცნობილი როგორც sizofiran, SPG, sonifilan, sizofilan, არის ნეიტრალური უჯრედგარე პოლისაქარიდი, რომელიც წარმოიქმნება სოკოს Schizophyllum commune Fries-ის მიერ, ბაზიდიომიცეტების სოკოს სახეობის მიერ. შიზოფილანი არის ხსნადი ბეტა-D-გლუკანი, რომლის მოქმედების ზუსტი მექანიზმი ჯერ კიდევ ბოლომდე არ არის გასაგები, მაგრამ ეს სპეციფიკური β-გლუკანი ავლენს იმუნომოდულატორულ და სიმსივნის საწინააღმდეგო ეფექტებს. მიუხედავად იმისა, რომ სიზოფირანის მოქმედების ზუსტი მექანიზმი ჯერ ბოლომდე არ არის გასაგები, ეს აგენტი, როგორც ჩანს, ასტიმულირებს იმუნურ სისტემას ციტოკინების წარმოების გაზრდით, მაკროფაგების და ლანგერჰანსის უჯრედების გააქტიურებით და პოლიმორფონუკლეარული ლეიკოციტების (PML) და ბუნებრივი მკვლელი (NK) უჯრედების აქტივობის გაძლიერებით. Sizofiran აღმოჩნდა საკმაოდ არაეფექტური კუჭის კიბოს წინააღმდეგ, მაგრამ გახანგრძლივდა გადარჩენის დრო თავისა და კისრის კიბოს მქონე პაციენტებში. საშვილოსნოს ყელის კიბოს დროს სიზოფირანმა გაახანგრძლივა გადარჩენა და დრო განმეორებამდე II სტადიის შემთხვევებისთვის, მაგრამ არა III სტადიისთვის და აჩვენა დამატებითი ეფექტურობა უშუალოდ სიმსივნის მასაში შეყვანისას. Sonifilan გამოიყენება როგორც ბიოლოგიური პასუხის მოდიფიკატორი (BRM) რადიაციული თერაპიის დროს კიბოს სამკურნალოდ იაპონიაში. იგი გამოუშვეს საშვილოსნოს ყელის კიბოსთვის სამხრეთ კორეაში 1998 წელს.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებისგან ლაბორატორია to სამრეწველო ზომა.