Mat Ultraschall hiergestallten Aschlosskomplex vu Resveratrol
- Resveratrol ass e Polyphenol, dee vill gesondheetlech Virdeeler versprécht, z. B. eng Verlängerung vun der Liewensdauer an d’Behandlung vun Häerzkrankheeten, Diabetis, Kriibs, Alzheimer an anere chroneschen Erkrankungen.
- Allerdéngs huet Resveratrol eng niddreg Bioverfügbarkeet a gëtt séier aus dem Bluttplasma eliminéiert.
- D’Fuerschungsekipp vum Dr. Kushwinder Kaur huet eng séier an héicheffizient Technik entwéckelt, fir mat Ultraschall e Resveratrolkomplex mat enger iwwerleeëner Bioverfügbarkeet hierzestellen.
Resveratrol
Resveratrol ass en héichwierksame Polyphenol, deen aus Planzen, z. B. Drauwen, Bieren oder Nëss, extrahéiert ka ginn. Obwuel Resveratrol als e staarken Antioxidant bekannt ass, deen hëlleft, Krankheeten ze verhënneren oder ze heelen, huet dëse Phytonährstoff nëmmen eng niddreg Bioverfügbarkeet. Dofir sichen Hiersteller vu Pharmazeutika an Nutrazeutika no spezielle Formuléierungen, fir den Transport vum verabreichte Resveratrol an déi mënschlech Zellen ze verbesseren. Den Dr. Kushwinder Kaur an hir Fuerschungsekipp vun der Panjab University, Chandigarh, hunn eng séier an einfach Komplexéierung vu Resveratrol an engem eenzege Schrëtt entwéckelt. Duerch d’Beschallung vun enger Mëschung aus Resveratrol a Cyclodextrin gëtt de Resveratrol am Cyclodextrin (d. h. hp-β-CD) ageschloss. Cyclodextrin déngt als Wiertverbindung an als en effiziente Wierkstoffdréier, deen de Resveratrol an de systemesche Bluttkreeslaf fräisetzt.
Protokoll: Beschallung fir d’Hierstellung vum Aschlosskomplex
Fir d’Formuléierung vum Resveratrol-Aschlosskomplex mat Ultraschall goufe 4,38 x 10-3 mol 2-Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin (hp-β-CD) a 4,38 x 10-3 mol Resveratrol (Res) an engem Glasbehälter mat der minimaler Quantitéit vun der Léisungsmëttelmëschung (Ethanol : Waasser = 1 : 9) gemëscht. D’Mëschung krut eng Ultraschallbehandlung vu 15 min bei 180W mat engem Hielscher Ultraschallapparat UP200St. D’Endprodukt gouf duerch Gefréierdréchnung kritt. Déi hiergestallt Aschlosskomplexer goufen duerch FTIR, UV-Vis-Absorptiounsspektroskopie, NMR, TGA, DSC, XRD an eng CHNS-Analys charakteriséiert. D’Analysdate weisen, datt d’Resveratrolmoleküllen propper an den Huelraim vum hp-β-CD agebett waren.
Ultraschallhomogenisator UP200St
Virdeeler vun der Beschallung géintiwwer alternative Methoden
Fir d’Effizienz vun der Hierstellung mat Ultraschall mat konventionellen Techniken ze vergläichen, goufen zwou alternativ Methoden – nämlech d’Suspensiounsmethod an d’Mikrowellemethod – fir d’Hierstellung vum Aschlosskomplex (IC) benotzt. Hei drënner fannt Dir eng kuerz Beschreiwung vu béiden Hierstellungstechniken:
Bei der traditionellster Virgoensweis gouf den IC mat engem Standardréierverfaren hiergestallt (an der Literatur vum Bertacche V. et al. 2006 beschriwwen).
Bei der zweeter alternativer Method goufe 4,38 x 10-3 mol hp-β-CD a 4,38 x 10-3 mol Res an engem Glasbehälter mat der minimaler Quantitéit vun der Léisungsmëttelmëschung (Ethanol : Waasser = 1 : 9) gemëscht. D’Mëschung gouf 100 s laang bei 800 W mat Mikrowelle bestraalt, fir d’Produkt ze formuléieren. D’Waasser gouf ënner Vakuum verdonst. D’Daten, déi no 25, 50 s bei 200, 400, 600 W kritt goufen, hunn eng onvollstänneg Komplexéierung gewisen.
D’Beschallung ass eng einfach a séier Virgoensweis, déi net nëmmen direkt Resultater liwwert, déi mat deene vun den traditionelle Réiermethoden vergläichbar sinn, mee och de Gebrauch vun toxesche Léisungsmëttel vermeit.
D’Isomeriséierungsquot vun trans op cis an Ethanolléisung ass duerch den Aschloss erofgaangen. D’Opléisungsstudien hu gewisen, datt d’Opléisungsvitesse vum Resveratrol duerch d’Bildung vun Aschlosskomplexer verbessert gouf.
Dir fannt de kompletten Artikel, andeems Dir hei klickt. Wann Dir mat den Auteuren a Kontakt triede wëllt, kënnt Dir dem Dr. Khushwinder Kaur (Panjab University, Chandigarh) gär eng E-Mail schécken: [email protected]
Héichleeschtungsultraschallhomogenisatore vun Hielscher
Hielscher Ultrasonics ass op d’Entwécklung an d’Hierstellung vun Héichleeschtungsultraschallapparater spezialiséiert fir Labo- an Industrie- Uwendungen. All Hielscher Ultraschallapparater sinn no industrielle Standarde gebaut a kënnen duerch hir Robustheet zouverlässeg 24/7 bei héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmgebunge bedriwwe ginn.
Déi folgend Tabell gëtt Iech en Hiweis dorop, wéi en Ultraschallapparat fir Är Prozessufuerderungen am beschte gëeegent kéint sinn.
| Chargevolumen | Duerchfloss | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20L | 0,2 bis 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | méi héich | Verbund vun UIP16000 |
Ultraschallhomogenisatore mat héijer Leeschtung vum Labo bis zum industrielle Moossstaf.
Iwwer Dr. Kushwinder Kaur
Dr. Khushwinder Kaur ass Assistenzprofessesch am Departement fir Chimie vun der Panjab University zu Chandigarh. 2010 huet si hir Promotioun ofgeschloss, bei där si den Afloss vun Zousazstoffer op d’Mikrostruktur an d’Eegenschafte vun inverse Mizellen ënnersicht huet. Zënter 2012 ass d’Haaptzil vun hirer Fuerschungsgrupp, déi kolloidal Grondlag vun de physiochemeschen a physiologeschen Eegenschafte vun Nutraceutika a bioaktive Substanzen ze bestëmmen, mat besonneschem Schwéierpunkt op der Optimiséierung vu markanten, ouni Opwand ëmsetzbaren, effizienten an innovative Methode fir d’Hierstellung. Dem Dr. Kaur seng Grupp ass op d’Hierstellung vu mëllen Assemblage spezialiséiert, wéi Nanoemulsiounen, biologesch ofbaubar Nanopartikelen a supramolekular Assemblagen op Cyclodextrinbasis (Aschlosskomplexer), fir bioaktiv Substanze mat natierleche Komponente effizient ze transportéieren. Aktuell ënnersicht d’Grupp d’Potenzial vu Benzylisothiocyanat mat Hëllef vu verschiddenen Nanoassemblagen.
Fir Froen zu hire Fuerschungsaarbechte kënnt Dir Dr. Khushwinder Kaur direkt per E-Mail kontaktéieren: [email protected]
Literatur/Referenzen
- Khushwinder Kaur, Shivani Uppal, Ravneet Kaur, Jyoti Agarwal a Surinder Kumar Mehta (2015): Energieeffizient, einfach a käschtegënschteg Methodik fir d’Bildung vun engem Aschlosskomplex vu Resveratrol mat hp-β-CD. New J. Chem., 2015, 39, 8855.
- Vittorio Bertacche, Natascia Lorenzi, Donatella Nava, Elena Pini, Chiara Sinico (2006): Ënnersichung vun der Gaaschtgiewer–Gaascht-Interaktioun vu Resveratrol mat natierlechen a modifizéierte Cyclodextrinnen. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 55, 2006. 279.
- James M. Smoliga, Joseph A. Baur, Heather A. Hausenblas (2011): Resveratrol a Gesondheet – En ëmfaassenden Iwwerbléck iwwer klinesch Studie beim Mënsch. Mol. Nutr. Food Res. 2011, 55, 1129–1141.
Wëssenswäertes
Resveratrol
Resveratrol ass e Stilbenoid, eng Zort natierlecht Plasmapolyphenol, e Phytoöstrogen souwéi e Phytoalexin, dat vu verschiddene Planzen als Reaktioun op eng Verletzung produzéiert gëtt oder wann d’Planz vu Krankheetserreeger wéi Bakterien oder Pilzen ugegraff gëtt. Dofir kann Resveratrol och als Adaptogen klasséiert ginn.
Chemesch gëtt Resveratrol als trans-3,4′,5-Trihydroxystilben beschriwwen (Formel: C14H12O3). Et ass e polyphenolescht, net-flavonoidt Antioxidans, dat an Drauwen, Nëss a Biere virkënnt a staark antioxidativ an alterungshemmend Eegenschaften huet. Dofir ass Resveratrol e geschaten Inhaltsstoff a Medikamenter, Nahrungsergänzungsmëttelen / Nutraceutika a kosmetesche Produkter. Aner Polyphenolen, déi iwwer d’Ernärung zougefouert ginn a bedeitend gesondheetlech Virdeeler hunn, si Catechin, Quercetin, Silibinin an Curcumin.
Waasserléislechkeet vu Resveratrol: 0,03 kg/m3
Resveratrol kënnt a trans- a cis-isomere Forme vir, wouvun d’trans-Form méi stabil ass, wa si Liicht a steigenden Temperaturen ausgesat ass.
Aschlosskomplex
Eng Aschlossverbindung ass e Komplex, an deem eng chemesch Verbindung – de sougenannte „Gaaschtgiewer“ – en Huelraum huet, an deen eng aner Verbindung – de sougenannte „Gaascht“ – ageschloss gëtt.
Cyclodextrinne sinn déi am heefegste benotzte Gaaschtgiewerverbindungen, well si mat enger grousser Villfalt u festen, flëssegen a gasfërmege Verbindungen Aschlosskomplexer bilde kënnen. Gaaschtverbindunge reeche vu polare Reagenzie wéi Saieren, Aminen a klengen Ionen (z. B. ClO4– , SCN–, Halogenanionen) bis zu staark apolaren aliphateschen an aromatesche Kuelewaasserstoffer an Edelgasen. Aschlosskomplexer kënnen entweder an enger Léisung oder am kristallinen Zoustand synthetiséiert ginn. Meeschtens gëtt Waasser als Léisungsmëttel benotzt, obwuel Dimethylsulfoxid an Dimethylformamid als alternativ Léisungsmëttele kënne benotzt ginn.
Nieft dem Aschloss vu pharmazeuteschen / nutraceutesche Verbindunge gëtt Cyclodextrin och als Gaaschtgeberverbindung fir Doftmoleküllen agesat, fir eng méi héich Stabilitéit an eng lues Fräisetzung z’erreechen.
Aner „Gaaschtgebermoleküllen“ fir den Aschloss si Calixarenen a verwandte Formaldehyd-Aren-Kondensater.
D’Fuerschungsgebitt vun der Synthes vun Aschlossverbindunge gëtt als Gaaschtgeber-Gaascht-Chemie bezeechent.
Cyclodextrin
Cyclodextrinne sinn eng Zort vu cheemesche Verbindungen aus Zockermoleküllen, déi sech duerch hir Rankform auszeechnen. Stäerkt ass de Réistoff, aus deem Cyclodextrinnen duerch enzymatesch Ëmwandlung synthetiséiert ginn. Well Cyclodextrinnen eng hydrophob an eng hydrophil Säit hunn (banne hydrophob a baussen hydrophil), kënne si Komplexer mat hydrophobe Verbindunge bilden. Andeems si eng hydrophob Moleküll („Gaaschtmoleküll“) aschléissen, kënne Cyclodextrinnen d’Léislechkeet an d’Bioverfügbarkeet vun esou Verbindungen erhéijen. Ausserdeem gi si och benotzt, fir d’Passage vu Wierkstoffer duerch d’Schläimhautgeweebe ze verbesseren. Dëst ass fir pharmazeutesch Preparater souwéi fir Nahrungsergänzungsmëttele vu groussen Interessi, fir hydrophob Verbindungen ze transportéieren. D’Forme vun Alpha-, Beta- a Gamma-Cyclodextrin sinn all vun der FDA zougelooss an als sécher Wierkstoffdréier unerkannt.
Lyophilisatioun
D’Lyophilisatioun, och als Gefréierdréchnen oder Kryodesikkatioun bekannt, ass en Dehydratiounsprozess bei niddreger Temperatur, bei deem d’Produkt agefruer gëtt an duerno den Drock erofgesat gëtt, fir uschléissend d’Äis duerch Sublimatioun ze entfernen. Sublimatioun gëtt als dee Prozess definéiert, bei deem e feste Stoff (z. B. Äis) direkt an den Damp- oder Gaszoustand iwwergeet, ouni virdrun eng flësseg Phas (z. B. Waasser) ze duerchlafen.
Gefréierdréchnen ass d’Entfernung vun Äis oder aneren agefruerene Léisungsmëttelen aus engem Material duerch de Prozess vun der Sublimatioun an d’Entfernung vu gebonnene Waassermoleküllen duerch de Prozess vun der Desorptioun.
Bei enger kontrolléierter Lyophilisatioun, bei där d’Produkttemperatur niddreg genuch gehale gëtt, gi Verännerunge vun den Eegenschafte vum gedréchente Produkt verhënnert. Dëst ass entscheedend, fir en héichwäertegen Extrait ze kréien. Gefréierdréchnen ass eng gutt etabléiert Technik, fir hëtztempfindlech Materialie wéi Proteinnen, Mikroben, pharmazeutesch Produkter, Geweeben a Plasma ze trennen.
Nutraceutika
Nutraceutika kréien ëmmer méi Opmierksamkeet, well si sécher gesondheetsënnerstëtzend Eegeschafte bidden. Si ginn als Molekülle mat enger Villfalt vu physiologesche Virdeeler souwéi mat Schutzeegenschafte géint Krankheeten (wéi Häerz-Kreeslaf-Erkrankungen (CVD), Adipositas, Diabetis, Kriibs, chronesch entzündlech Erkrankungen an degenerativ Erkrankungen) definéiert, an de Maart fir héichwäerteg Nahrungsergänzungsmëttele wiisst séier.
Zu den an der Literatur beschriwwene Strategie fir d’Formuléierung vun Nutraceutika gehéieren: liposomal Dréiersystemer (z. B. Liposomen, Transferosomen asw.), Mikro- an Nanoschwämmen, Nanokristaller, Komplexéierung mat Cyclodextrin, biologesch ofbaubar Hydrogeler, Nanoemulsiounen / Miniemulsiounen, nanostrukturéiert Lipiddréier, Mizellen, Nanopartikelen, Nanokapselen an Nanoakapselung, selbstemulgéierend Systemer fir d’Wierkstoffofgab (SEDDS) a mikropartikulär Systemer (z. B. Mikropartikelen, Mikrosphären, Mikrokapselen).