Productie van liposomale vitamine C met ultrasone trillingen
Liposomale vitamineformuleringen staan bekend om hun hogere biologische beschikbaarheid en absorptiesnelheid. Vitamine C, een antioxidant, is een veelgebruikt supplement in voedings- en medische geneesmiddelen om het immuunsysteem van het menselijk lichaam te ondersteunen. Ultrasoon is een betrouwbare en veilige methode voor de productie van liposomen en nanoliposomen van hoge kwaliteit. Het ultrasone inkapselingsproces produceert liposomen met een hoge lading actieve stoffen, zoals vitamine C.
Liposomale vitamine C geproduceerd met ultrasone trillingen
Het voordeel van liposomale vitamines is dat ze niet in conventionele tablet- of poedervorm worden toegediend, maar als vloeibare formulering met een verhoogde biologische beschikbaarheid. Dit betekent dat de vitamines zijn ingekapseld in de kern van bolvormige fosfolipidecellen, zogenaamde liposomen. Omdat liposomen een vergelijkbare fosfolipidensamenstelling hebben als de lipidemembranen van menselijke cellen, worden ze aanzienlijk beter opgenomen in de lichaamscellen. Daarom worden liposomen gebruikt in medicinale formules en geneesmiddelen, supplementen en nutraceuticals, cosmeceuticals en cosmetische producten. Ultrasoonbehandeling is een zeer efficiënte methode om moleculen zoals therapeutica in liposomen in te kapselen. Ultrasone liposoomproductie wordt gekenmerkt door een hoge insluitingsefficiëntie, wat betekent dat een hoog percentage actieve ingrediënten (bijv. vitamine C) wordt ingekapseld in liposomen. Tegelijkertijd zorgt sonicatie voor een uniform kleine liposoomgrootte die gemakkelijk door de menselijke cellen kan worden opgenomen. Daarom bieden ultrasoon ingekapselde vitamine C liposomen een zeer hoge biologische beschikbaarheid en werkzaamheid. Over het geheel genomen is ultrasone liposoomvorming zeer efficiënt en levert het superieure liposoomkwaliteit!
UIP1000hdT met glazen flowreactor voor de productie van liposomen
Stap-voor-stap instructies voor ultrasone inkapseling van vitamine C in liposomen
Liposomale vitamine C is een aflevervorm voor vitamine C die de absorptie en biologische beschikbaarheid verbetert. Ultrasoonbehandeling met een sonde is een efficiënte en betrouwbare methode om liposomen te produceren.
Het volgende protocol toont de algemene stappen voor de productie van liposomale vitamine C met behulp van een ultrasone sensor:
- Meng vitamine C poeder met een kleine hoeveelheid gedestilleerd water tot een oplossing.
- Voeg de vitamine C-oplossing toe aan een oplossing van fosfolipiden (zoals sojalecithine) in een volumeverhouding van 1:10 (vitamine C:fosfolipiden).
- Doe het mengsel in een glazen bekerglas en steek de sonde van het ultrasoonapparaat, bijvoorbeeld UP200Ht met S26d14, in de oplossing.
- Ultrasoon het mengsel gedurende 5-10 minuten met de ultrasone sonde bij een vermogen van ongeveer 200 W (frequentie 26 kHz). De sonde van het ultrasoonapparaat moet tijdens het sonificatieproces voorzichtig door de oplossing worden bewogen. Vermijd contact van de sonde met de wand van het bekerglas (glazen bekers kunnen breken).
- Laat het mengsel na de sonicatie 10-15 minuten zitten zodat de liposomen zich kunnen vormen.
- Bewaar in een donkere glazen fles en bij voorkeur in de koelkast voor langdurige stabiliteit.
Het is belangrijk om op te merken dat het exacte protocol kan variëren afhankelijk van de specifieke ultrasone machine en de gebruikte materialen. Bovendien kunnen de stabiliteit en kwaliteit van de liposomen worden beïnvloed door factoren zoals pH, temperatuur en de aanwezigheid van andere stoffen, dus het is belangrijk om deze variabelen tijdens het productieproces zorgvuldig te controleren.
Ultrasoon bereide liposomen helpen de korte halfwaardetijd, de lage celmembraanpermeabiliteit en de slechte orale biologische beschikbaarheid als gevolg van maag- en enzymatische afbraak van deze bioactieve verbindingen te overwinnen. De inkapseling in een fosfolipidenbillaag beschermt de actieve ingrediënten tegen afbraak en verhoogt de absorptiesnelheid in de cellen.
Ultrasone UP200Ht voor de efficiënte insluiting van vitamine C in liposomen.
Ultrasone liposoomvorming
Aangezien de vorming van liposomen en nanoliposomen geen spontaan proces is, is er een energiebron nodig om het inkapselingsproces te bevorderen. Liposomen zijn lipideblaasjes die gevormd worden wanneer fosfolipiden, bijv. lecithine, aan water worden toegevoegd, waar ze gelaagde structuren vormen wanneer er voldoende energie, bijv. door middel van sonicatie, wordt toegepast. Ultrasoon geluid helpt bij de ordening van de lipidemoleculen, zodat een thermodynamisch stabiele waterfase wordt verkregen. Sonificatie bevordert niet alleen de vorming van liposomen, maar verkleint ook de grootte van liposomen, wat resulteert in nanoliposomen. De liposoomgrootte is een belangrijke factor als het gaat om biologische beschikbaarheid en absorptiesnelheid, omdat kleinere liposomen gemakkelijker door de celmembranen kunnen dringen.
Ultrasone verkleining van liposomen
Ultrasone dispersie is een eenvoudige en efficiënte methode om liposomen te verkleinen en nanoliposomen te maken. Om kleinere liposomen te maken, worden gehydrateerde vesikels enkele minuten lang gesoneerd met een ultrasone sensor in een reactor met temperatuurregeling. Als een niet-thermische, puur mechanische methode degradeert ultrasone verkleining noch de fosfolipiden noch de bioactieve bestanddelen.
Na de vorming van een lipidelaag en daaropvolgende rehydratie wordt sonicatie gebruikt om de insluiting van actieve ingrediënten in het liposoom te bevorderen. Bovendien wordt door middel van sonicatie de gewenste liposoomgrootte bereikt.
UP400St, een 400 watt krachtige ultrasone homogenisator, voor de productie van liposomen
Ultrasone processoren voor de productie van liposomen
Hielscher ultrasone systemen worden veel gebruikt in de farmaceutische en supplementenproductie om liposomen van hoge kwaliteit te formuleren die geladen zijn met vitaminen, antioxidanten, peptiden, polyfenolen en andere bioactieve verbindingen. Om aan de eisen van haar klanten te voldoen, levert Hielscher ultrasone systemen, van de compacte handheld laboratoriumhomogenisator en bench-top ultarsonicators tot volledig industriële ultrasone systemen voor de productie van grote volumes liposomale formuleringen. Er is een breed scala aan ultrasone sonotroden en reactoren beschikbaar om een optimale opstelling voor uw liposoomproductie te garanderen. De robuustheid van Hielscher sonicators maakt het mogelijk om 24/7 te werken onder zware omstandigheden en in veeleisende omgevingen.
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Vraag het ons!
Literatuur/referenties
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): Een efficiënte, op liposomen gebaseerde methode voor het inkapselen van antioxidanten. Colloïden en oppervlakken B: Bio-interfaces, Volume 136, 2015. 1067-1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. en Wen, J. (2014): Bereiding, optimalisatie en karakterisering van liposomen geladen met boviene lactoferrine en vaste lipide deeltjes gemodificeerd door hydrofiele polymeren met behulp van factorieel ontwerp. Chemische biologie en geneesmiddelontwerp 83, 2014. 560-575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Impact van bereidingsmethode en variabelen op de interne structuur, morfologie en aanwezigheid van liposomen in fytantriol-Pluronic® F127-kubosomen. Colloïden en Oppervlakken B: Bio-interfaces, Volume 145, 2016. 845-853.
- Christopher W. Shade (2016): Liposomen als geavanceerd afgiftesysteem voor voedingsmiddelen. Integr Med (Encinitas). 2016 Mar; 15(1): 33-36.
- Domenico Lombardo, Pietro Calandra, Maria Teresa Caccamo, Salvatore Magazù, Mikhail Alekseyevich Kiselev (2019): Colloïdale stabiliteit van liposomen. AIMS Materials Science, 2019, 6(2): 200-213.
- M.E. Barbinta-Patrascu, N. Badea, M. Constantin, C. Ungureanu, C. Nichita, , S.M. Iordache, A. Vlad, S. Antohe (2018): Bio-activiteit van organisch/anorganische foto-gegenereerde composieten in bio-geïnspireerde systemen. Roemeens Tijdschrift voor Natuurkunde 63, 702 (2018)
Wetenswaardigheden
vitamine C
Vitamine C, ook bekend als L-ascorbinezuur of ascorbaat, is een in water oplosbare antioxidant met de chemische formule C6H8O6. Als anitioxidant fungeert vitamine C als elektrondonor voor verschillende enzymatische en niet-enzymatische reacties. Bovendien is vitamine C een cofactor in veel enzymatische reacties die essentiële biologische functies reguleren, zoals wondgenezing en collageensynthese. Scheurbuik is de bekendste vorm van een ernstig vitamine C-tekort dat optreedt door een verminderde collageensynthese.
Als vitamine is ascorbinezuur essentieel voor het menselijk lichaam, wat betekent dat het lichaam vitamine C niet zelf kan aanmaken, maar het met voedsel moet binnenkrijgen. Voedingsmiddelen die rijk zijn aan vitamine C zijn citrusvruchten, camu camu, acerola, boerenkool, rozenbottel, zwarte bes, guave en andere vruchten en groenten.
Een uitgebalanceerd dieet levert gemakkelijk voldoende vitamine C. Voedingssupplementen zoals vitaminedruppels, capsules, tabletten, poeders en gummies worden echter vaak gebruikt om voldoende vitamine binnen te krijgen. De aanbevolen dagelijkse vitamine C-inname door de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid is 110 mg/dag voor mannelijke en 95 mg/dag voor vrouwelijke volwassenen.
In de geneeskunde wordt vitamine C onder medisch toezicht in hoge doses toegediend om kankerbehandelingen te ondersteunen en het immuunsysteem te versterken. Studies hebben bijvoorbeeld aangetoond dat een regelmatige inname van vitamine C-supplementen de duur en ernst van verkoudheid en griep vermindert.
Wat is een liposoom?
Liposomen zijn bolvormige blaasjes met microscopische afmetingen, die kunnen variëren van 30 nm tot enkele micrometers. Een betrouwbare manier om liposomen te synthetiseren onder gecontroleerde omstandigheden is ultrasone inkapseling. Meestal zijn liposomen samengesteld uit fosfolipiden, vooral fosfatidylcholine, maar ze kunnen ook andere lipideverbindingen bevatten, zoals ei-fosfatidylethanolamine.
Als blaasjes gemaakt van fosfolipiden fungeren liposomen als microcontainers die bioactieve stoffen zoals vitamines, antioxidanten, polyfenolen, peptiden en geneesmiddelen (bv. vaccins, medicinale verbindingen) inkapselen. De fosfolipidenbilaag kapselt de bioactieve stof in en transporteert deze naar de cellen. Omdat de liposoomlagen gemaakt zijn van dezelfde fosfolipiden als de celmembranen, kunnen liposomen de celmembranen gemakkelijk passeren en de bioactieve stoffen in de cellen brengen. Dit maakt liposomen tot een zeer krachtige drager van geneesmiddelen met een hoge biologische beschikbaarheid en absorptiesnelheid. Door de amfifiele eigenschappen van de fosfolipidenbilagen zijn liposomen oplosbaar in zowel waterige als polaire vloeistoffen.
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.