Ультразвуковое производство высокоочищенных шизофиллановых β-глюканов

Шизофиаллан – грибковый β-глюкан с иммуномодулирующими свойствами. Для высокоактивного лекарственного воздействия шизофиллан должен иметь низкую молекулярную массу, чтобы показать улучшенную биодоступность. Было доказано, что ультразвук снижает молекулярную массу шизофиллана. Как надежный и эффективный метод, обработка ультразвуком может быть легко применена для получения низкомолекулярного шизофиллана.

Грибы Шизофиллум

Гриб Schizophyllum коммуны содержит β-глюкан шизпфиллан, также известный как Sizofiran, SPG, Sonifilan, SizofilanВиды гриба Schizophyllum растут в природе на разлагающихся деревьях после сезонов дождей. Плодовые тела собирают в следующий сухой сезон. Виды Schizophyllum богаты биохимическими соединениями, такими как глюканы, и поэтому потребляются особенно в тропических странах в качестве пищи и лекарств. Благодаря своим иммуномодулирующим, противогрибковым, противоопухолевым и противовирусным свойствам, коммуна Schizophyllum, также известная как гриб Splitgill, привлекла биотехнологические и фармацевтические компании.
Полисахарид шизофиллан, также известный как сизофиран, сонифилан или сизофилан, является основным β-глюканом, обнаруженным в грибах Schizophyllum, которые предлагают высокоэффективный биологически активный β-глюкан шизофиллан.
Грибы коммуны Schizophyllum растут в природе на деревьях, мицеллиум также можно культивировать в ферментационном бульоне. Для фармацевтических и косметических применений низкомолекулярный шизофиллан намного более эффективен, чем высокомолекулярный шизофиллан. Это связано с тем, что низкомолекулярный шизофиллан показывает значительно лучшую биодоступность и скорость всасывания. Кроме того, высокомолекулярный шизофиллан часто проблематичен в приложениях, поскольку он приводит к высокой вязкости его водных растворов.
Ультразвуковое уменьшение размера является высокоэффективным и надежным методом снижения молекулярной массы шизофиллана, тем самым повышая качество молекулы β-глюкана.

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковой процессор UIP2000hdT для уменьшения размеров шизофиллана (сизофиран, СПГ, сонифилан, сизофилан).

ультразвуковой дезинтегратор UIP2000hdT успешно использовался для снижения молекулярной массы шизофиллана, грибкового β-глюкана

Протокол по производству низкомолекулярного шизофиллана

Поскольку молекулярный шизофиллан демонстрирует значительно лучшую биодоступность и свойства применения, исследовательская группа Smirnou исследовала ультразвук для расщепления и уменьшения размера молекулы β-глюкана шизофиллана.

Ультразвуковая обработка шизофиллана

β-1.3(1.6)-Глюкан шизофиллан (SPG) был получен путем подводного культивирования гриба S. commune в биореакторе с использованием сахарозы в качестве субстрата.
После окончания культивирования культуральный отвар разбавляли деминерализованной водой до концентрации шизофиллана 2 г/л и ультразвуком Ультразвуковой процессор UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, Германия) в режиме рециркуляции при следующих параметрах и условиях: расход среды 50 мл/с, частота 20 кГц, мощность 2000 Вт, сонотрод типа BS2d22, бустер типа B2-1.4 и амплитуда 100%. Температура культурального бульона в начале обработки ультразвуком составляла 25°С. Ультразвуковой культуральный бульон (удельная потребляемая энергия 100 Вт/мл) фильтровали через глубинный фильтр Seitz HS800 под давлением 1,5 бар при 40°C. Ультразвуковой шизофиллан (uSPG) для химической характеристики осаждали из фильтрата с тройным количеством изопропилового спирта при лабораторной температуре и сушили при 60°C для 12 ч uSPG растворы для иммунологических исследований получали следующим образом: (1) ультразвуковой культуральный фильтрат бульона диафильтровали через кассету PES серии Pall Centramate T (отсечка 100 кДа) при 0,8 бар и диафильтрацию продолжали до тех пор, пока ретентитарная проводимость не составила 20 мкСм/см; (2) раствор концентрировали диафильтрацией до концентрации uSPG 1 г/л и стерилизовали автоклавированием при 120°C/20 мин. Денатурированный uSPG получали аналогичным образом, за исключением того, что NaOH добавляли в культуральный фильтрат бульона в концентрации 0,2 М и подщелачиваемый раствор инкубировали в течение 30 мин при лабораторной температуре перед диафильтрацией.

Аналитические методы

Выход мицелия оценивали гравиметрически: культуральный отвар разбавляли водой 1:4, центрифугировали 10000 × г при 25°С в течение 20 мин, осадок промывали тройным количеством воды, сушили при 60°С и взвешивали. Шизофиллан осаждали из надосадочного вещества с тройным количеством изопропилового спирта, сушили при 60°С в течение 24 ч и определяли его выход гравиметрически. pO2 в культуральном бульоне измеряли оптическим зондом Hamilton-Visiferm DO 120 (Гамильтон, Швейцария).
Динамическую вязкость культурального бульона измеряли на тестере HAAKE Visco Tester 6L со шпинделями 1L и 2L при 4°C и скоростью вращения 30 об/мин. Скорость фильтрации рассчитывали от времени фильтрации 500 мл культурального бульона до 200 × 200 мм глубинного фильтра Seitz HS800 (Pall, США) при давлении 1,5 бар и 40°C.
Молекулярную массу uSPG измеряли SEC-MALLS на ВЭЖХ-системе Alliance (Waters) с последовательно подключенными колонками PL aquagel OH60 и PL aquagel OH40, а детектор miniDAWN TREOS (Wyatt) концентрировали диафильтрацией до концентрации uSPG 1 г/л и стерилизовали автоклавированием при 120°C/20 мин. Денатурированный uSPG получали аналогичным образом, за исключением того, что NaOH добавляли в культуральный фильтрат бульона в концентрации 0,2 М и подщелачиваемый раствор инкубировали в течение 30 мин при лабораторной температуре перед диафильтрацией.

Ультразвуковое снижение молекулярной массы грибкового β-глюкана шизофиллана (Сизофиран, СПГ, Сонифилан, Сизофилан)

UIP2000hdT для снижения молекулярной массы шизофиллана


Ультразвук является высокоэффективным методом получения низкомолекулярного шизофиллана фармацевтического класса.

ультразвуковой дезинтегратор UP400St (400 Вт, 24 кГц) для переработки шизофиллана

Результаты:
Ультразвуковая обработка была применена непосредственно к 144-часовому культуральному бульону S. commune с мицелием для облегчения последующей обработки SPG.
Характеристики шипофиллана ультразвукового: Ультразвуковой шизофиллан (uSPG) осаждали из культурального бульонного фильтрата спиртом и характеризовали. По оценкам SEC-MALLS, МВт uSPG составляет около 1 МДа. Средняя молекулярная масса шизофиллана от жидкого брожения составляет примерно 5 МДа, в то время как при твердотельном культивировании она может достигать до 10 МДа. Сравнивая молекулярную массу ультразвукового шизофиллана с молекулярными массами нативного необработанного шизофиллана, можно наблюдать снижение молекулярной массы от 5 до 10 раз за счет ультразвуковой обработки.
Обработанный ультразвуком полисахарид uSPG содержал 0,7% мас./мас. белка и 1,0% мас./мас. остатка после воспламенения. Гидролизат uSPG состоял из глюкозы более чем на 99%. Аналитические результаты показывают, что обработка ультразвуком случайным образом расщепляет β-глюкановую основу, а боковые ветви остаются нетронутыми, тем самым уменьшая размер и молекулярную массу шизофиллана. Иммунологические исследования по существу не содержащего белка и эндотоксина uSPG показали, что ультразвуковой низко-Mw шизофиллан обладает выраженной иммуномодулирующей активностью.

Ультразвук успешно применяется для снижения молекулярной массы шизофиллана путем расщепления молекулы с помощью акустической кавитации.

Аэрофотосъемка (сверху) и топографический профиль (снизу) нативного ультразвукового шизофиллана. Измерение в полуконтактном режиме с разрешением 512 × 512 pxs2. Условия: золотое покрытие, постоянная пружины 15,3 Н/м, угол конуса наконечника <22°.

Пониженная вязкость: Ультразвуковое лечение привело к значительному снижению вязкости культурального отвара. Во время ультразвуковой обработки вязкость культурального отвара изменялась нелинейно: снижение вязкости было быстрым в начале ультразвуковой обработки, но позже замедлилось. Удельный энергозатрат 100 Вт/мл был достаточным для снижения вязкости культурального бульона почти в 7 раз.

Ультразвуковой аппарат UIP2000hdT используется для эффективного уменьшения размера грибкового соединения шизофиллан

Ультразвуковая обработка отвара культуры S.commune, которая была получена культивированием гриба в биореакторе в течение 144 ч. Влияние периода ультразвука (выраженного в виде удельного ввода энергии в Вс/мл) на скорость фильтрации глубины культурального бульона (черная колонка) и концентрацию шизофиллана (СПГ) в фильтрате (серый столбец). Условия ультразвуковой обработки: Ультразвуковой процессор UIP2000hd (20 кГц, 2000 Вт), сонотрод БС2д22, бустер В2-1,4, амплитуда 100%, расход 50 мл/с.
(фото и исследование: ©Smirnou et al., 2017)

Улучшенная фильтрация: Обработанный ультразвуком культуральный бульон протекал через фильтр быстрее, чем необработанный культуральный бульон (удельный вход энергии 0 Вт/мл) с высокомолекулярной СПГ. Кроме того, ультразвуковая обработка значительно снизила потери продукта во время фильтрации. Фильтрат необработанного культурального бульона с высокомолекулярной СПГ (удельный вход энергии 0 Вт/мл) содержал 0,3 ± 0,07 г/л СПГ, в то время как концентрация СПГ до глубинной фильтрации составляла 2 г/л. Напротив, фильтрат ультразвуковой культуры мощностью 100 Вт/мл содержал СПГ в концентрации 2,2 ± 0,2 г/л, что соответствует почти нулевым потерям продукта.

Обработка ультразвуком значительно улучшает шизофиллан.

Ультразвуковая обработка отвара культуры S.commune, которая была получена культивированием гриба в биореакторе в течение 144 ч. Влияние периода ультразвука (выраженного в виде удельного ввода энергии в Вс/мл) на скорость фильтрации глубины культурального бульона (черная колонка) и концентрацию шизофиллана (СПГ) в фильтрате (серый столбец). Условия ультразвуковой обработки: Ультразвуковой процессор UIP2000hd (20 кГц, 2000 Вт), сонотрод БС2д22, бустер В2-1,4, амплитуда 100%, расход 50 мл/с.
(фото и исследование: ©Smirnou et al., 2017)

Ультразвук используется для снижения молекулярной массы шизофиллана, биологически активного соединения, полученного из грибов

АСМ-визуализация (сверху) и топографического профиля (снизу) денатурированного ультразвукового шизофиллана. Измерение в полуконтактном режиме с разрешением 512 × 512 pxs2. Условия: золотое покрытие, постоянная пружины 15,3 Н/м, угол конуса наконечника < 22°.
(фото и исследование: ©Smirnou et al., 2017)

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Заключение: В своем заключении исследовательская группа резюмирует, что ультразвуковая обработка является эффективной технологией производства низкомолекулярного шизофиллана, который затем может быть использован в косметике и медицине. Ультразвук, при нанесении на полный культуральный бульон с мицелием, приносит определенные преимущества производству шизофиллана. Это снижает потери продукта при последующей переработке и делает возможным производство высокоочищенного полисахарида благодаря эффективному использованию ультрафильтрации.
Кроме того, исследователи обнаружили, что ультразвуковая обработка шизофиллана легко масштабируется. Один блок опытного завода ультразвукового дезинтегратора UIP2000hdT переработал 1 литр культурального отвара за 110 с в проточном режиме. Производительность системы может быть легко увеличена за счет последовательного подключения дополнительных ультразвуковых установок.

Высокопроизводительное ультразвуковое оборудование для грибковой обработки глюканов

UIP4000hdT - это мощный ультразвуковой встроенный смеситель мощностью 4000 Вт.Фрагментация полисахаридов, таких как глюканы, а также других биологически активных соединений, таких как хитин и хитозан, может быть надежно обработана с помощью высокопроизводительного ультразвукового оборудования Hielscher. Наши ультразвуковые аппараты могут обеспечивать высокие амплитуды, обеспечивают точный контроль над параметрами процесса и могут работать 24/7 при большой нагрузке и в сложных условиях. Линейка оборудования Hielscher Ultrasonics надежно отвечает этим требованиям. Помимо выдающихся ультразвуковых характеристик, ультразвуковые аппараты Hielscher могут похвастаться высокой энергоэффективностью, что является значительным экономическим преимуществом. – особенно при использовании на коммерческом крупномасштабном производстве.
Ультразвуковые аппараты Hielscher - это высокопроизводительные системы, которые могут быть оснащены аксессуарами, такими как сонотроды, бустеры, реакторы или проточные ячейки, чтобы оптимально соответствовать вашим потребностям процесса. С цифровым цветным дисплеем обеспечивается возможность предустановленных запусков ультразвука, автоматическая запись данных на встроенную SD-карту, дистанционное управление браузером и многие другие функции, высочайшее управление процессом и удобство для пользователя. В сочетании с прочностью и большой несущей способностью ультразвуковые системы Hielscher являются вашей надежной рабочей лошадкой в производстве. Снижение молекулярной массы β-глюканов, таких как шизофиллан, требует мощного ультразвука для получения целевого расщепления и конечного высококачественного продукта шизофиллана, который может быть использован для фармацевтических применений.

В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов:

Объем партии Скорость потока Рекомендуемые устройства
От 1 до 500 мл От 10 до 200 мл / мин UP100H
От 10 до 2000 мл От 20 до 400 мл / мин Uf200 ः т, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4L / мин UIP2000hdT
От 10 до 100 литров От 2 до 10 л / мин UIP4000hdT
не доступно От 10 до 100 л / мин UIP16000
не доступно больше кластер UIP16000

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, чтобы запросить дополнительную информацию об ультразвуковых процессорах, приложениях и цене. Мы будем рады обсудить ваш процесс с Вами и предложить вам ультразвуковую систему, отвечая вашим требованиям!









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковые высокопоточные гомогенизаторы используются в лабораторной, настольной, пилотной и промышленной обработке.

Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов для смешивания приложений, дисперсии, эмульгации и экстракции в лабораторных, пилотных и промышленных масштабах.



Литература / Ссылки

Полезные сведения

Шизофиллан – Грибковый β-глюкан

Шизофиллан, также известный как сизофиран, SPG, сонифилан, сизофилан, является нейтральным внеклеточным полисахаридом, продуцируемым грибом Schizophyllum commune Fries, видом гриба Basidiomycetes. Шизофиллан является растворимым бета-D-глюканом, точный механизм действия которого еще не полностью выяснен, но этот специфический β-глюкан проявляет иммуномодулирующие и противоопухолевые эффекты. Хотя точный механизм действия сизофирана еще предстоит полностью выяснить, этот агент, по-видимому, стимулирует иммунную систему, увеличивая выработку цитокинов, активируя макрофаги и клетки Лангерганса и усиливая активность полиморфноядерных лейкоцитов (ПМЛ) и естественных киллеров (NK). Сизофиран был признан довольно неэффективным против рака желудка, но увеличенным временем выживания у пациентов с раком головы и шеи. При раке шейки матки сизофиран продлевал выживаемость и время до рецидива для случаев II стадии, но не стадии III, и показал дополнительную эффективность при введении непосредственно в опухолевую массу. Сонифилан используется в качестве модификатора биологического ответа (BRM) с лучевой терапией для лечения рака в Японии. Он был запущен для лечения рака шейки матки в Южной Корее в 1998 году.


Высокоэффективный ультразвук! Ассортимент продукции Hielscher охватывает весь спектр от компактного лабораторного ультразвукового аппарата до полностью промышленных ультразвуковых систем.

Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов из лаборатория в промышленного размера.