Sonicatie voor geneesmiddelenonderzoek en analyse van de potentie van geneesmiddelen

Ultrasone homogenisatie en extractie is een gangbare techniek voor monstervoorbereiding voorafgaand aan geneesmiddelenanalyse, bijvoorbeeld voor kwaliteitstests, beoordeling van grondstoffen en potentietests. Sonicators met een sonde worden veel gebruikt voor het vrijmaken van werkzame stoffen zoals API’s, bioactieve plantenstoffen en andere stoffen.

Preanalytische monstervoorbereiding bij geneesmiddelenonderzoek met behulp van sonicatie

Potentietests van geneesmiddelen zijn nodig om te bepalen hoeveel van een werkzame verbinding een geneesmiddelenmonster bevat. Geneesmiddelenanalyse en potentietests van geneesmiddelen worden gebruikt in de farmacologie, toxicologie en het forensisch onderzoek. Vanwege de specificiteit en efficiëntie is hogeprestatievloeistofchromatografie (HPLC) de meest gebruikte methode voor de analyse van de potentie van geneesmiddelen.
Het belangrijkste verschil tussen een assay en potentie is dat een assay het testen van een materiaal is om de bestanddelen en kwaliteit ervan te bepalen, terwijl potentie de hoeveelheid van een geneesmiddel is die nodig is om een effect met de maximale intensiteit te verkrijgen. Deze twee termen, assay en potentie, worden veel gebruikt in de biochemie en farmacologie.
Sonicatie wordt voorafgaand aan potentieanalyse en assays toegepast om bioactieve bestanddelen of actieve farmaceutische ingrediënten (API’s) uit een matrix vrij te maken. Met sonicatie kunnen doelverbindingen uit plantaardige materialen (bijvoorbeeld bladeren, wortels enz.) worden geëxtraheerd of kan een farmaceutische toedieningsvorm zoals tabletten worden opgelost om het werkzame bestanddeel beschikbaar te maken voor daaropvolgende analyse.

Stapsgewijs protocol voor geneesmiddelenanalyse

Monstervoorbereiding is een belangrijke stap bij geneesmiddelenanalyse en potentietests van geneesmiddelen en omvat verschillende stappen om nauwkeurige en reproduceerbare resultaten te waarborgen. Hieronder volgen de algemene stappen van de monstervoorbereiding voorafgaand aan de analyse van de potentie van geneesmiddelen:

1. Monstername: De eerste stap is het nemen van een geschikt monster van het geneesmiddel, dat een vaste, vloeibare of halfvaste vorm kan hebben. Het is belangrijk ervoor te zorgen dat het monster representatief is voor de gehele batch en op de juiste wijze wordt opgeslagen en behandeld om de kwaliteit en stabiliteit ervan te behouden.
2. Monsterhomogenisatie: Het monster moet worden gehomogeniseerd om ervoor te zorgen dat het geneesmiddel gelijkmatig over het hele monster is verdeeld. Deze stap is cruciaal voor vaste en halfvaste monsters. Sonicatie is een zeer efficiënte en betrouwbare homogenisatiemethode en wordt daarom vaak toegepast bij monstervoorbereiding. Lees meer over de toepassing van ultrasone homogenisatoren voor monstervoorbereiding!
3. Als de doelstof in een cellulaire matrix is opgesloten (bijvoorbeeld plantaardig materiaal of celweefsel), moet de stof worden vrijgemaakt voordat een analytische meting of assay kan worden uitgevoerd. Ultrasone extractie is de superieure techniek om opgesloten stoffen beschikbaar te maken voor verzameling en analyse. Lees meer over ultrasone extractie van bioactieve verbindingen!
4. Verkleining van het monster: De volgende stap is het verminderen van het monstervolume tot een geschikte hoeveelheid voor analyse. Dit kan worden bereikt door een deel van het monster af te wegen of door een monsterverdeler te gebruiken.
5. Monsterverdunning: Als de monsterconcentratie te hoog is, kan verdunning nodig zijn om deze binnen het lineaire bereik van de assay te brengen. Het gebruikte verdunningsmiddel moet geschikt zijn voor het geneesmiddel en de gebruikte assaymethode.
6. Verdeling van het monster in aliquots: Het verdunde monster moet in afzonderlijke porties worden verdeeld om ervoor te zorgen dat voor elke assay dezelfde hoeveelheid monster wordt gebruikt. Deze stap helpt de variabiliteit tussen assays te verminderen en de reproduceerbaarheid te verbeteren.
7. Monsteropslag: De in aliquots verdeelde monsters moeten onder geschikte omstandigheden worden opgeslagen, bijvoorbeeld gekoeld of in een vriezer, om hun stabiliteit te behouden totdat ze kunnen worden geanalyseerd.

Deze stappen zijn algemene richtlijnen voor monstervoorbereiding en kunnen variëren afhankelijk van het specifieke geneesmiddel en de gebruikte assaymethode. Het is belangrijk de instructies van de fabrikant van de assay te volgen om nauwkeurige en betrouwbare resultaten te waarborgen.

Hoe bevordert ultrageluid de isolatie van bioactieve verbindingen uit plantaardig materiaal?

Bioactieve verbindingen zoals terpenen, cannabinoïden of flavonoïden kunnen uit planten worden geïsoleerd met een proces op basis van ultrageluid dat ultrasone extractie wordt genoemd. Hierbij wordt een slurry van gemalen plantaardig materiaal in een oplosmiddel (bijvoorbeeld alcohol, water, waterige ethanol, hexaan enz.) behandeld met ultrageluid met een hoog vermogen. Het toepassen van intense sonicatie op een vloeistof of slurry leidt tot het ontstaan van akoestische cavitatie. Het verschijnsel akoestische cavitatie wordt gekenmerkt door lokaal optredende omstandigheden met een zeer hoge energiedichtheid, zeer grote druk- en temperatuurverschillen, vloeistofstralen en afschuifkrachten. In dit veld met een hoge energiedichtheid worden celwanden geperforeerd en opengebroken, zodat intracellulair materiaal vrijkomt in het omringende oplosmiddel. Na het sonicatieproces zijn de doelmoleculen volledig uit de cellulaire matrix vrijgemaakt en drijven ze in het oplosmiddel. Met isolatietechnieken zoals verdamping of destillatie kan de doelstof worden gezuiverd en indien nodig verder worden verwerkt.
Ultrasone extractie wordt gebruikt bij de productie van bioactieve verbindingen (bijvoorbeeld adaptogenen, etherische oliën en producten die rijk zijn aan cannabis en terpenen) voor consumptie als voedingssupplementen, levensmiddelenadditieven en therapeutische middelen, en bij de analyse van geneesmiddelen.

Extractieopstelling voor de isolatie van stoffen uit planten: Sonicator UP400ST met een sonde, Büchi-vacuümfilter en rotatieverdamper voor de extractie van fytochemicaliën.

Ultrasone laboratoriumhomogenisatoren voor monstervoorbereiding voorafgaand aan geneesmiddelenanalyse

Hielscher Ultrasonics ontwikkelt, produceert en levert sonicators met hoge prestaties voor homogenisatie en extractie. Ultrasone homogenisatoren en extractoren van Hielscher worden in de farmaceutische industrie en bij de vervaardiging van voedingssupplementen gebruikt voor productie en kwaliteitsbeoordeling. Ultrasone homogenisatoren worden ook gebruikt voor monstervoorbereiding bij geneesmiddelenonderzoek, waaronder het screenen op illegale stoffen in geneesmiddelen, vervalste geneesmiddelen en menselijke monsters.
Met functies zoals nauwkeurige amplituderegeling, automatische gegevensregistratie en bediening op afstand via een browser maken sonicators van Hielscher een sterk gestandaardiseerde monstervoorbereiding mogelijk.

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit bij benadering van onze ultrasone systemen, van compacte handhomogenisatoren en MultiSample Ultrasonicators tot industriële ultrasone processoren voor commerciële toepassingen: