Producția cu ultrasunete de schizophyllan foarte purificat β-glucani

Schizophyallan este un β-glucan fungic cu proprietăți imunomodulatoare. Pentru efecte medicinale foarte active, schizophyllan trebuie să aibă o greutate moleculară mică pentru a arăta biodisponibilitate îmbunătățită. Ultrasonication a fost dovedit a reduce greutatea moleculară a schizophyllan. Ca metodă fiabilă și eficace, Sonicare poate fi ușor de aplicat pentru producția de schizophyllan cu greutate moleculară mică.

Schizophyllum ciuperci

Comuna schizophyllum ciuperci conține β-glucan schizpphyllan, de asemenea, cunoscut sub numele de Sizofiran, SPG, Sonifilan, SizofilanSpecii de ciuperci Schizophyllum cresc în natură pe copaci decăzute după sezoanele ploioase. Corpurile de fructe sunt colectate în următorul sezon uscat. Speciile de Schizophyllum sunt bogate în compuși biochimici, cum ar fi glucanii și, prin urmare, sunt consumate în special în țările tropicale ca hrană și medicină. Datorită proprietăților sale imunomodulatoare, antifungice, antineoplazice și antivirale, comuna Schizophyllum, cunoscută și sub numele de ciuperca Splitgill, a atras companii biotehnologice și farmaceutice.
Schizophyllan polizaharide, de asemenea, cunoscut sub numele de sizofiran, sonifilan, sau sizofilan, este β-glucan majore găsite în ciuperci Schizophyllum, care oferă foarte eficient bioactive β-glucan schizophyllan.
Ciupercile comunei Schizophyllum cresc în natură pe copaci, micuceliumul poate fi cultivat și în bulion de fermentație. Pentru aplicații farmaceutice și cosmetice, schizophyllan cu greutate moleculară mică este mult mai eficace decât schizophyllan cu greutate moleculară mare. Acest lucru se datorează faptului că schizophyllan cu greutate moleculară mică prezintă o biodisponibilitate semnificativ mai bună și rate de absorbție. În plus, schizophyllanul cu greutate moleculară mare este adesea problematic în aplicații, deoarece duce la o vâscozitate ridicată a soluțiilor sale apoase.
Reducerea dimensiunii cu ultrasunete este o tehnică extrem de eficientă și fiabilă pentru a reduce greutatea moleculară a schizophyllanului, crescând astfel calitatea moleculei β-glucan.

Cerere de informatie





Procesor cu ultrasunete UIP2000hdT pentru reducerea dimensiunii schizophyllan (sizofiran, SPG, sonifilan, sizofilan).

ultrasonicator UIP2000hdT a fost folosit cu succes pentru a reduce greutatea moleculară a schizophyllanului, un β-glucan fungic

Protocol pentru producerea schizophyllanului cu greutate moleculară mică

Deoarece schizophyllan greutate moleculară demonstrează drastic mai bine biodisponibilitate și proprietăți de aplicare, echipa de cercetare a Smirnou investigat ultrasonication pentru scindare și reducerea dimensiunii β-glucan molecula schizophyllan.

Ultrasonication de Schizophyllan

β-1.3(1.6)-Schizophyllan glucan (SPG) a fost produs prin cultivarea scufundată a S. ciuperca comunei în bioreactor folosind zaharoză ca substrat.
După terminarea cultivării, bulionul de cultură a fost diluat cu apă demineralizată până la concentrația de schizophyllan 2 g / L și ultrasonicated cu Procesor ultrasonic UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, Germania) în modul de reciclare la următorii parametri și condiții: debit mediu 50 mL / s, frecvență 20 kHz, ieșire 2000 W, sonotrode tip BS2d22, rapel tip B2-1.4 și amplitudine 100%. Temperatura bulionului de cultură la începutul sonicare a fost de 25 ° C. Bulionul de cultură ultrasonicated (intrare de energie specifică 100 Ws / mL) a fost filtrat prin filtrul de adâncime Seitz HS800 sub presiunea de 1,5 bari la 40 ° C. Schizophyllan ultrasonicated (uSPG) pentru caracterizarea chimică a fost precipitat din filtrat cu cantitate triplă de alcool izopropilic la temperatura de laborator, și uscate la 60 ° C pentru 12h soluții uSPG pentru studii imunologice au fost pregătite după cum urmează: (1) filtratul bulion de cultură ultrasonicated a fost diafiltrat prin 0.1m2 Pall Centramate T-serie PES casetă (100 kDa cut-off) la 0.8 bar și diafiltrarea a continuat până când conductivitatea retentată a fost de 20 μS / cm; (2) soluția a fost concentrată prin diafiltrare la concentrația uSPG 1 g/L și sterilizată prin autoclavare la 120°C/20 min. USPG denaturat a fost preparat într-un mod similar, cu excepția faptului că NaOH a fost adăugat la filtratul bulionului de cultură în concentrație de 0,2 M, iar soluția alcalinizată a fost incubată timp de 30 de minute la temperatura de laborator înainte de diafiltrare.

Metode analitice

Randamentul miceliului a fost estimat gravimetric: bulionul de cultură a fost diluat cu apă 1:4, centrifugat cu 10000 × g la 25 °C timp de 20 de minute, precipitatul a fost spălat cu o cantitate triplă de apă, uscat la 60 ° C și ponderat. Schizophyllanul a fost precipitat din supernatant cu cantitate triplă de alcool izopropilic, uscat la 60°C timp de 24 de ore, iar randamentul său a fost determinat gravimetric. pO2 în bulionul de cultură a fost măsurat prin sonda optică Hamilton-Visiferm DO 120 (Hamilton, Elveția).
Vâscozitatea dinamică a bulionului de cultură a fost măsurată pe HAAKE Visco Tester 6L cu axuri 1L și 2L la 4 °C și viteza de rotație de 30 rpm. Viteza de filtrare a fost calculată din timpul de filtrare de 500 ml bulion de cultură până la 200 × filtru de adâncime Seitz HS800 (Pall, SUA) de 200 mm la presiune de 1,5 bari și 40 ° C.
Greutatea moleculară uSPG a fost măsurată de SEC-MALLS pe sistemul HPLC Alliance (Waters) cu coloane pl aquagel OH60 și PL aquagel OH40 conectate în serie, iar detectorul miniDAWN TREOS (Wyatt) a fost concentrat prin diafiltrare la concentrația uSPG de 1 g /L și sterilizat prin autoclavare la 120 ° C / 20 min. USPG denaturat a fost preparat într-un mod similar, cu excepția faptului că NaOH a fost adăugat la filtratul bulionului de cultură în concentrație de 0,2 M, iar soluția alcalinizată a fost incubată timp de 30 de minute la temperatura de laborator înainte de diafiltrare.

Reducerea cu ultrasunete a greutății moleculare a schizophyllanului fungic β-glucan (Sizofiran,SPG, Sonifilan, Sizofilan)

UIP2000hdT pentru reducerea greutății moleculare schizophyllan


Ultrasonication este o metodă extrem de eficace pentru producția de schizophyllan grad farmaceutic cu greutate moleculară mică.

Ultrasonicator UP400St (400W, 24kHz) pentru prelucrarea schizophyllanului

Rezultate:
Tratamentul ultrasonication a fost aplicat direct la S. comuna 144-h bulion de cultură cu miceliu pentru a facilita prelucrarea SPG în aval.
Caracteristicile schizophyllan sonicated: Schizophyllan ultrasonicated (uSPG) a fost precipitat din bulion de cultură filtrat de alcool și caracterizat. SEC-MALLS a estimat Mw de uSPG a fi în jur de 1 MDa. Greutatea moleculară medie a schizophyllanului din fermentația lichidă este de aproximativ 5 MDa, în timp ce în cultivarea în stare solidă poate ajunge până la 10 MDa. Comparând greutatea moleculară a schizophyllanului ultrasonicated cu greutățile moleculare ale schizophyllanului nativ netratat, se poate observa o greutate moleculară redusă de 5 până la 10 ori datorită ultrasonication.
Polizaharida sonicată uSPG conținea 0,7% g/w proteine și 1,0% g/w reziduu după aprindere. Hidrolizatul uSPG a constat din glucoză cu mai mult de 99%. Rezultatele analitice indică faptul că sonicare cleaves coloana vertebrală β-glucan la întâmplare și ramurile laterale rămân intacte, reducând astfel dimensiunea și greutatea moleculară a schizophyllan. Studiile imunologice pe uSPG în esență fără proteine și endotoxine au arătat, că schizophyllan ultrasonicated low-Mw are activitate imunomodulatoare pronunțată.

Ultrasonication se aplică cu succes pentru a reduce greutatea moleculară a schizophyllan prin scindarea moleculei folosind cavitație acustică.

AFM imagistică (pe partea de sus) și profilul topografic (pe partea de jos) a schizophyllanului ultrasonicated nativ. Măsurare în modul semi-contact cu rezoluție 512 × 512 pxs2. Conditii: acoperire aurie, constanta arcului 15.3 N/m, unghi con de varf <22°.

Vâscozitate redusă: Ultrasonication a dus la o scădere semnificativă a vâscozității bulionului de cultură. În timpul ultrasonication, vâscozitatea bulionului de cultură sa schimbat neliniar: scăderea vâscozității a fost rapidă la începutul ultra- sonicare, dar mai târziu a încetinit. Aportul specific de energie de 100 Ws/mL a fost suficient pentru a reduce vâscozitatea bulionului de cultură de aproape 7 ori.

Ultrasonicator UIP2000hdT este utilizat pentru a reduce eficacitatea dimensiunii schizophyllan compus fungice

Ultrasonication de bulion de cultură S.commune, care a fost obținut prin cultivarea ciupercilor în bioreactor pentru 144h. Efectul perioadei de ultrasonication (exprimată ca intrare de energie specifică în Ws / ml) asupra vitezei de filtrare adâncime bulion de cultură (coloana neagră), și concentrația de schizophyllan (SPG) în filtrat (coloană gri). Condiții de ultrasonication: Procesor cu ultrasunete UIP2000hd (20 kHz, 2000W), sonotrode BS2d22, rapel B2-1.4, amplitudine 100%, debit 50 ml/s.
(imagine și studiu: ©Smirnou et al., 2017)

Filtrare îmbunătățită: Bulionul de cultură tratat cu ultrasunete a curs prin filtru mai repede decât bulionul de cultură netratat (intrare specifică de energie 0 Ws / ml) cu SPG molecular ridicat. În plus, Ultrasonication a redus semnificativ pierderea produsului în timpul filtrării. Filtratul bulionului de cultură netratat cu SPG molecular ridicat (intrare de energie specifică 0 Ws/ml) conținea 0,3 ± 0,07 g/L SPG, în timp ce concentrația SPG înainte de filtrarea în adâncime era de 2 g/L. În schimb, filtratul de 100 Ws / mL cultura ultrasonicated ambele conținute SPG în concentrație 2.2 ± 0.2 g / L, ceea ce corespunde la aproape zero pierdere de produs.

Sonicare îmbunătățește shizophyllan în mod semnificativ.

Ultrasonication de bulion de cultură S.commune, care a fost obținut prin cultivarea ciupercilor în bioreactor pentru 144h. Efectul perioadei de ultrasonication (exprimată ca intrare de energie specifică în Ws / ml) asupra vitezei de filtrare adâncime bulion de cultură (coloana neagră), și concentrația de schizophyllan (SPG) în filtrat (coloană gri). Condiții de ultrasonication: Procesor cu ultrasunete UIP2000hd (20 kHz, 2000W), sonotrode BS2d22, rapel B2-1.4, amplitudine 100%, debit 50 ml/s.
(imagine și studiu: ©Smirnou et al., 2017)

Ultrasonication este utilizat pentru a reduce greutatea moleculară a schizophyllan, un compus bioactiv derivat din ciuperci

AFM imagistică (pe partea de sus) și profil topografic (pe partea de jos) de schizophyllan ultrasonicated denaturate. Măsurare în modul semi-contact cu rezoluție 512 × 512 pxs2. Conditii: acoperire aurie, constanta arcului 15.3 N/m, unghi con de varf < 22°.
(imagine și studiu: ©Smirnou et al., 2017)

Cerere de informatie





Concluzie: În concluzia lor, echipa de cercetare reia faptul că prelucrarea cu ultrasunete este o tehnologie eficientă pentru fabricarea schizophyllanului cu greutate moleculară mică, care poate fi apoi utilizată în produsele cosmetice și medicină. Ultrasonication, atunci când este aplicat pe bulion de cultură completă cu miceliu, aduce anumite avantaje pentru producția de schizophyllan. Reduce pierderile de produse în timpul procesării în aval și face posibilă producția de polizaharidă foarte purificată datorită utilizării eficiente a ultrafiltrării.
În plus, cercetătorii au descoperit că prelucrarea cu ultrasunete a schizophyllanului este ușor scalabilă. O unitate a plantei pilot dezintegrator cu ultrasunete UIP2000hdT prelucrate 1 litru de bulion de cultură în 110 s în modul de curgere. Productivitatea sistemului poate fi ușor crescută prin conectarea secvențială a unităților cu ultrasunete suplimentare.

Echipamente cu ultrasunete de înaltă performanță pentru procesarea glucanului fungic

UIP4000hdT este un mixer inline cu ultrasunete puternic de 4000 wați.Fragmentarea polizaharidelor, cum ar fi glucanii, precum și alți compuși bioactivi, cum ar fi chitina și chitosanul, pot fi procese fiabile cu echipamentul cu ultrasunete de înaltă performanță Hielscher. Ultrasonicators noastre pot livra amplitudini mari, oferă controlabilitate precisă asupra parametrilor de proces și pot fi operate 24/7 sub sarcină grea și în medii solicitante. Hielscher Ultrasonics' gama de echipamente îndeplinește aceste cerințe în mod fiabil. Pe lângă performanțele remarcabile cu ultrasunete, ultrasonicators Hielscher se mândresc cu eficiență energetică ridicată, care este un avantaj economic semnificativ – în special atunci când sunt utilizate în producția comercială la scară largă.
Hielscher ultrasonicators sunt sisteme de înaltă performanță, care pot fi echipate cu accesorii, cum ar fi sonotrodes, boostere, reactoare sau celule de flux, în scopul de a se potrivi nevoilor de proces într-un mod optim. Cu afișaj color digital, opțiunea de a preseta sonicare ruleaza, înregistrarea automată a datelor pe un card SD integrat, controlul browser-ului de la distanță și multe alte caracteristici, cel mai înalt control al procesului și ușurința în utilizare sunt asigurate. Asociat cu robustețea și capacitatea portantă grea, sistemele cu ultrasunete Hielscher sunt calul tău de lucru fiabil în producție. Reducerea greutății moleculare a β-glucani, cum ar fi schizophyllan necesită ultrasunete puternice pentru a obține clivajul vizat și un produs schizophyllan final de înaltă calitate, care poate fi utilizat pentru aplicații farmaceutice.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lot Debit Aparate recomandate
1 la 500mL 10 până la 200 ml / min UP100H
10 la 2000ml 20 până la 400ml / min Uf200 ः t. UP400St
0.1 la 20L 0.2 4L / min UIP2000hdT
10 100L 2 până la 10L / min UIP4000hdT
N / A. 10 la 100L / min UIP16000
N / A. mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să folosiți formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre procesoare cu ultrasunete, aplicații și preț. Vom fi bucuroși să discutăm procesul cu tine și să vă oferim un sistem cu ultrasunete care îndeplinește cerințele dumneavoastră!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă forfecare sunt utilizate în laborator, banc-top, pilot și prelucrare industrială.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru amestecarea aplicațiilor, dispersie, emulsificare și extracție pe scară de laborator, pilot și industrial.



Literatură / Referințe

Ce trebuie să știți

Schizophyllan – Un fungice β-Glucan

Schizophyllan, cunoscut și sub numele de sizofiran, SPG, sonifilan, sizofilan, este o polizaharidă extracelulară neutră produsă de ciuperca Schizophyllum comuna Fries, o specie de ciuperci Basidiomycetes. Schizophyllan este un beta-D-glucan solubil, al cărui mecanism exact de acțiune nu este încă pe deplin elucidat, dar acest β-glucan specific prezintă efecte imunomodulatoare și antitumorale. Deși mecanismul exact de acțiune al sizofiranului nu a fost încă complet elucidat, acest agent pare să stimuleze sistemul imunitar prin creșterea producției de citokine, activarea macrofagelor și a celulelor Langerhans și îmbunătățirea activității leucocitelor polimorfonucleare (PML) și a celulelor ucigașe naturale (NK). Sizofiran a fost găsit destul de ineficient împotriva cancerului gastric, dar a prelungit timpul de supraviețuire la pacienții cu cancer la cap și gât. În cancerul de col uterin, Sizofiran prelungit supraviețuirea și timp până la recurență pentru stadiul II cazuri, dar nu stadiul III, și a arătat o eficacitate adăugată atunci când injectat direct în masa tumorală. Sonifilan este utilizat ca modificator de răspuns biologic (BRM) cu radioterapie pentru tratamentul cancerului în Japonia. A fost lansat pentru cancerul de col uterin în Coreea de Sud în 1998.


Ultrasunete de înaltă performanță! Gama de produse Hielscher acoperă întregul spectru de la ultrasonicator de laborator compact peste unități de banc-top la sisteme cu ultrasunete complet industriale.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la laborator la dimensiunea industrială.