Sonikacja w badaniu leków i analizie siły ich działania

Homogenizacja i ekstrakcja ultradźwiękowa to powszechnie stosowane techniki przygotowania próbek przed analizą leków, np. do badań jakości, oceny surowców i badań siły działania. Sonikatory sondowe są szeroko stosowane do uwalniania substancji czynnych, takich jak substancje czynne farmaceutycznie (API), bioaktywne związki roślinne i inne substancje.

Przedanalityczne przygotowanie próbek w badaniu leków z wykorzystaniem sonikacji

Badania siły działania leków są niezbędne do określenia ilości związku czynnego w próbce leku. Analizę leków i badania siły ich działania stosuje się w farmakologii, toksykologii i kryminalistyce. Ze względu na swoistość i skuteczność wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) jest najczęściej stosowaną metodą analizy siły działania leków.
Kluczowa różnica między oznaczeniem a siłą działania polega na tym, że oznaczenie jest badaniem materiału w celu określenia jego składników i jakości, natomiast siła działania to ilość leku wymagana do uzyskania efektu o maksymalnej intensywności. Oba te terminy, oznaczenie i siła działania, są powszechnie używane w biochemii i farmakologii.
Sonikację stosuje się przed analizą siły działania i oznaczeniami w celu uwolnienia składników bioaktywnych lub substancji czynnych farmaceutycznie (API) z matrycy. Sonikacja umożliwia ekstrakcję związków docelowych z materiałów roślinnych (np. liści, korzeni itp.) lub rozpuszczenie postaci farmaceutycznej leku, takiej jak tabletki, aby udostępnić substancję czynną do dalszej analizy.

Protokół analizy leków krok po kroku

Przygotowanie próbek jest ważnym etapem analizy leków i badania siły ich działania oraz obejmuje kilka kroków zapewniających dokładne i odtwarzalne wyniki. Poniżej przedstawiono ogólne etapy przygotowania próbek przed analizą siły działania leków:

1. Pobieranie próbek: Pierwszym krokiem jest pobranie odpowiedniej próbki produktu leczniczego, który może mieć postać stałą, ciekłą lub półstałą. Ważne jest, aby próbka była reprezentatywna dla całej partii oraz aby była właściwie przechowywana i poddawana odpowiednim czynnościom w celu zachowania jej jakości i stabilności.
2. Homogenizacja próbki: Próbkę należy zhomogenizować, aby zapewnić równomierne rozmieszczenie leku w całej próbce. Ten etap ma kluczowe znaczenie w przypadku próbek stałych i półstałych. Sonikacja jest wysoce wydajną i niezawodną metodą homogenizacji, dlatego jest powszechnie stosowana w przygotowaniu próbek. Przeczytaj więcej o zastosowaniu homogenizatorów ultradźwiękowych do przygotowania próbek!
3. Jeśli substancja docelowa jest uwięziona w matrycy komórkowej (np. materiale roślinnym, tkance komórkowej), należy ją uwolnić przed wykonaniem pomiaru analitycznego lub oznaczenia. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest najlepszą techniką udostępniania uwięzionych substancji do pobrania i analizy. Przeczytaj więcej o ultradźwiękowej ekstrakcji związków bioaktywnych!
4. Zmniejszenie wielkości próbki: Następnym krokiem jest zmniejszenie objętości próbki do ilości odpowiedniej do analizy. Można to osiągnąć przez odważenie części próbki lub zastosowanie dzielnika próbek.
5. Rozcieńczanie próbki: Jeśli stężenie próbki jest zbyt wysokie, może być konieczne jej rozcieńczenie, aby mieściło się w zakresie liniowym oznaczenia. Użyty rozcieńczalnik powinien być odpowiedni dla leku i stosowanej metody oznaczania.
6. Podział próbki na porcje: Rozcieńczoną próbkę należy podzielić na oddzielne porcje, aby zapewnić użycie takiej samej ilości próbki do każdego oznaczenia. Ten etap pomaga ograniczyć zmienność między oznaczeniami i poprawić odtwarzalność.
7. Przechowywanie próbek: Próbki podzielone na porcje należy przechowywać w odpowiednich warunkach, np. w lodówce lub zamrażarce, aby zachować ich stabilność do czasu, gdy będą gotowe do analizy.

Te kroki stanowią ogólne wytyczne dotyczące przygotowania próbek i mogą się różnić w zależności od konkretnego leku i stosowanej metody oznaczania. Ważne jest przestrzeganie instrukcji dostarczonych przez producenta testu, aby zapewnić dokładne i wiarygodne wyniki.

Jak ultradźwięki wspomagają izolację związków bioaktywnych z materiału roślinnego?

Związki bioaktywne, takie jak terpeny, kannabinoidy lub flawonoidy, można izolować z roślin za pomocą procesu opartego na ultradźwiękach, zwanego ekstrakcją ultradźwiękową, który polega na poddawaniu zawiesiny zmielonego materiału roślinnego w rozpuszczalniku (np. alkoholu, wodzie, wodnym roztworze etanolu, heksanie itp.) działaniu ultradźwięków o dużej mocy. Zastosowanie intensywnej sonikacji do cieczy lub zawiesiny powoduje powstawanie kawitacji akustycznej. Zjawisko kawitacji akustycznej charakteryzuje się lokalnym występowaniem warunków o bardzo dużej gęstości energii, obejmujących bardzo duże różnice ciśnienia i temperatury, a także strugi cieczy i siły ścinające. W tym polu o dużej gęstości energii ściany komórkowe są perforowane i rozbijane, co powoduje uwalnianie materiału wewnątrzkomórkowego do otaczającego rozpuszczalnika. Po procesie sonikacji cząsteczki docelowe są całkowicie uwolnione z matrycy komórkowej i unoszą się w rozpuszczalniku. Za pomocą technik izolacji, takich jak odparowanie lub destylacja, substancję docelową można oczyścić i w razie potrzeby poddać dalszemu przetwarzaniu.
Ekstrakcję ultradźwiękową stosuje się w produkcji związków bioaktywnych (np. adaptogenów, olejków eterycznych, produktów bogatych w konopie i terpeny) przeznaczonych do spożycia jako suplementy diety, dodatki do żywności i środki lecznicze, a także w analizie leków.

Zestaw do ekstrakcji służący do izolacji substancji z materiału roślinnego: Sonikator sondowy UP400ST, filtr próżniowy Büchi i wyparka obrotowa do ekstrakcji związków fitochemicznych.

Laboratoryjne homogenizatory ultradźwiękowe do przygotowania próbek przed analizą leków

Hielscher Ultrasonics opracowuje, produkuje i dostarcza wysokowydajne sonikatory do homogenizacji i ekstrakcji. Homogenizatory ultradźwiękowe i ekstraktory Hielscher są stosowane w przemyśle farmaceutycznym i wytwarzaniu suplementów diety do produkcji i oceny jakości. Homogenizatory ultradźwiękowe są również stosowane do przygotowania próbek w badaniach leków, w tym w badaniach przesiewowych na obecność nielegalnych substancji w lekach, podrobionych lekach i próbkach pochodzących od ludzi.
Dzięki takim funkcjom jak precyzyjna regulacja amplitudy, automatyczne rejestrowanie danych i zdalne sterowanie przez przeglądarkę sonikatory Hielscher umożliwiają przygotowanie próbek o wysokim stopniu standaryzacji.

Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych systemów ultradźwiękowych, od kompaktowych homogenizatorów ręcznych i sonikatorów MultiSample po przemysłowe procesory ultradźwiękowe do zastosowań komercyjnych: