Производство липосомального витамина C с помощью ультразвука
Липосомальные витаминные препараты известны своей более высокой биодоступностью и скоростью всасывания. Витамин C, антиоксидант, является распространённой добавкой, используемой в пищевых и лекарственных препаратах для поддержки иммунной системы организма человека. Обработка ультразвуком – надёжный и безопасный метод производства высококачественных липосом и нанолипосом. Процесс ультразвуковой инкапсуляции позволяет получать липосомы с высоким содержанием активных веществ, таких как витамин C.
Липосомальный витамин C, полученный с помощью обработки ультразвуком
Преимущество липосомальных витаминов заключается в том, что их принимают не в обычной форме таблеток или порошка, а в виде жидкого препарата с повышенной биодоступностью. Это означает, что витамины инкапсулированы в ядре сферических фосфолипидных клеток, так называемых липосом. Поскольку фосфолипидный состав липосом сходен с составом липидных мембран клеток человека, они значительно лучше поглощаются клетками организма. Поэтому липосомы используются в лекарственных составах и фармацевтических препаратах, добавках и нутрицевтиках, космецевтике и косметических продуктах. Обработка ультразвуком – высокоэффективный метод инкапсуляции молекул, например терапевтических средств, в липосомы. Ультразвуковое производство липосом характеризуется высокой эффективностью включения, что означает инкапсуляцию высокого процента активных ингредиентов (например, витамина C) в липосомы. Одновременно обработка ультразвуком обеспечивает равномерно малый размер липосом, благодаря которому они легко поглощаются клетками человека. Поэтому липосомы с витамином C, инкапсулированным с помощью ультразвука, обладают очень высокой биодоступностью и эффективностью. В целом ультразвуковое формирование липосом высокоэффективно и обеспечивает превосходное качество липосом!
UIP1000hdT со стеклянным проточным реактором для производства липосом
Пошаговая инструкция по ультразвуковой инкапсуляции витамина C в липосомы
Липосомальный витамин C – форма доставки витамина C, улучшающая всасывание и биодоступность. Обработка ультразвуком с помощью зондового устройства – эффективный и надёжный метод производства липосом.
Следующий протокол описывает общие этапы получения липосомального витамина C с помощью зондового ультразвукового устройства:
- Смешайте порошок витамина C с небольшим количеством дистиллированной воды, чтобы получить раствор.
- Добавьте раствор витамина C к раствору фосфолипидов (например, соевого лецитина) в объёмном соотношении 1:10 (витамин C:фосфолипиды).
- Поместите смесь в стеклянный химический стакан и погрузите в раствор зонд ультразвукового устройства, например UP200Ht с S26d14.
- Обрабатывайте смесь ультразвуком с помощью зондового ультразвукового устройства в течение 5–10 минут при установленной мощности приблизительно 200W (частота 26 kHz). Во время обработки ультразвуком следует осторожно перемещать зонд устройства в растворе. Избегайте контакта зонда со стенкой стакана (поскольку стеклянные стаканы могут разбиться).
- После обработки ультразвуком оставьте смесь на 10–15 минут, чтобы сформировались липосомы.
- Храните в бутылке из тёмного стекла, предпочтительно в холодильнике, для обеспечения долгосрочной стабильности.
Важно учитывать, что точный протокол может различаться в зависимости от конкретного ультразвукового устройства и используемых материалов. Кроме того, на стабильность и качество липосом могут влиять такие факторы, как pH, температура и присутствие других веществ, поэтому важно тщательно контролировать эти параметры в процессе производства.
Липосомы, полученные с помощью ультразвука, помогают преодолеть проблемы короткого периода полувыведения, низкой проницаемости клеточных мембран и низкой биодоступности при пероральном приёме, обусловленной деградацией этих биоактивных соединений в желудке и под действием ферментов. Инкапсуляция в фосфолипидный бислой защищает активные ингредиенты от деградации и повышает скорость их поглощения клетками.
Ультразвуковое устройство UP200Ht для эффективного включения витамина C в липосомы.
Ультразвуковое формирование липосом
Поскольку формирование липосом и нанолипосом не происходит самопроизвольно, для содействия процессу инкапсуляции необходим источник энергии. Липосомы – это липидные везикулы, которые образуются при добавлении фосфолипидов, например лецитина, в воду, где они формируют бислойные структуры при подведении достаточной энергии, например посредством обработки ультразвуком. Обработка ультразвуком способствует упорядочению липидных молекул, благодаря чему получается термодинамически стабильная водная фаза. Обработка ультразвуком не только способствует формированию липосом, но и уменьшает их размер, приводя к образованию нанолипосом. Размер липосом является важным фактором для биодоступности и скорости всасывания, поскольку более мелкие липосомы легче проникают через клеточные мембраны.
Ультразвуковое уменьшение размера липосом
Ультразвуковое диспергирование – простой и эффективный метод уменьшения размера липосом и производства нанолипосом. Для получения более мелких липосом гидратированные везикулы обрабатывают ультразвуком в течение нескольких минут с помощью зондового ультразвукового устройства в реакторе с контролируемой температурой. Как нетепловой, исключительно механический метод, ультразвуковое уменьшение размера не вызывает деградации ни фосфолипидов, ни биоактивных соединений.
После формирования липидной плёнки и последующей регидратации обработка ультразвуком используется для содействия включению активных ингредиентов в липосому. Кроме того, обработка ультразвуком обеспечивает желаемый размер липосом.
UP400St, мощный ультразвуковой гомогенизатор мощностью 400 ватт, для производства липосом
Ультразвуковые процессоры для производства липосом
Системы Hielscher Ultrasonics широко используются в производстве фармацевтических препаратов и добавок для получения высококачественных липосом, содержащих витамины, антиоксиданты, пептиды, полифенолы и другие биоактивные соединения. Для удовлетворения потребностей своих клиентов Hielscher поставляет ультразвуковые устройства – от компактного ручного лабораторного гомогенизатора и настольных ультразвуковых устройств до полностью промышленных ультразвуковых систем для производства больших объёмов липосомальных препаратов. Широкий ассортимент ультразвуковых сонотродов и реакторов позволяет обеспечить оптимальную конфигурацию для вашего производства липосом. Прочность ультразвуковых устройств Hielscher позволяет эксплуатировать их в режиме 24/7 при высоких нагрузках и в сложных условиях.
Приведённая ниже таблица даёт представление о приблизительной производительности наших ультразвуковых устройств:
| Объём партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500mL | от 10 до 200mL/min | UP100H |
| от 10 до 2000mL | от 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| от 0,1 до 20L | от 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| от 10 до 100L | от 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| не применимо | от 10 до 100L/min | UIP16000 |
| не применимо | больше | кластер из UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Задайте нам вопрос!
Литература / Ссылки
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): Эффективный метод инкапсуляции антиоксидантов на основе липосом. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 136, 2015. 1067–1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. and Wen, J. (2014): Получение, оптимизация и характеристика липосом, содержащих бычий лактоферрин, и твёрдых липидных частиц, модифицированных гидрофильными полимерами, с использованием факторного планирования. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560–575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Влияние метода и параметров получения на внутреннюю структуру, морфологию и наличие липосом в кубосомах на основе фитантриола и Pluronic® F127. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 145, 2016. 845–853.
- Christopher W. Shade (2016): Липосомы как усовершенствованные системы доставки нутрицевтиков. Integr Med (Encinitas). 2016 Mar; 15(1): 33–36.
- Domenico Lombardo, Pietro Calandra, Maria Teresa Caccamo, Salvatore Magazù, Mikhail Alekseyevich Kiselev (2019): Коллоидная стабильность липосом. 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): Биоактивность органических/неорганических композитов, полученных под действием света, в биоинспирированных системах. Romanian Journal of Physics 63, 702 (2018)
Полезные сведения
Витамин C
Витамин C, также известный как L-аскорбиновая кислота или аскорбат, – водорастворимый антиоксидант с химической формулой C6H8O6. В качестве антиоксиданта витамин C выступает донором электронов в различных ферментативных и неферментативных реакциях. Кроме того, витамин C является кофактором многих ферментативных реакций, регулирующих важнейшие биологические функции, такие как заживление ран и синтез коллагена. Цинга – наиболее известная форма тяжёлого дефицита витамина C, возникающая вследствие нарушения синтеза коллагена.
Как витамин, аскорбиновая кислота необходима организму человека, что означает, что организм не может синтезировать витамин C и должен получать его с пищей. К продуктам, богатым витамином C, относятся цитрусовые, каму-каму, ацерола, кудрявая капуста, шиповник, чёрная смородина, гуава, а также другие фрукты и овощи.
Хотя хорошо сбалансированный рацион легко обеспечивает достаточное количество витамина C, для обеспечения достаточного поступления витаминов часто используют пищевые добавки, такие как витаминные капли, капсулы, таблетки, порошки и жевательные мармеладки. Рекомендуемая Европейским агентством по безопасности продуктов питания суточная норма потребления витамина C составляет 110 mg/day для взрослых мужчин и 95 mg/day для взрослых женщин.
В медицине витамин C вводят в высоких дозах под медицинским наблюдением для поддержки лечения рака и укрепления иммунной системы. Например, исследования показали, что регулярный приём добавок с витамином C уменьшает продолжительность и тяжесть простуды и гриппа.
Что такое липосома?
Липосомы – сферические везикулы микроскопического размера, который может варьироваться от 30nm до нескольких микрометров. Надёжным способом синтеза липосом в контролируемых условиях является ультразвуковая инкапсуляция. Липосомы преимущественно состоят из фосфолипидов, особенно фосфатидилхолина, но могут также содержать другие липидные соединения, такие как фосфатидилэтаноламин яичного происхождения.
Будучи везикулами из фосфолипидов, липосомы действуют как микроконтейнеры, инкапсулирующие биоактивные соединения, такие как витамины, антиоксиданты, полифенолы, пептиды, лекарственные вещества (например, вакцины, лекарственные соединения). Фосфолипидный бислой инкапсулирует биоактивное вещество и транспортирует его в клетки. Поскольку бислои липосом состоят из фосфолипидов, сходных с фосфолипидами клеточных мембран, липосомы могут легко проходить через клеточные мембраны и доставлять биоактивные вещества в клетки. Это делает липосомы высокоэффективным носителем лекарственных веществ с высокой биодоступностью и скоростью всасывания. Амфифильные свойства фосфолипидных бислоёв делают липосомы растворимыми как в водных, так и в полярных жидкостях.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лабораторных до промышленных.