การตกตะกอนของอนุภาคซูริเคิลอัลตราซาวด์
- เนื่องจากขมิ้นมีปริมาณ curcuminoids เพียง 2-9% ของน้ำหนักจึงจำเป็นต้องใช้เทคนิคการสกัดหรือการสังเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้ผงที่มีฤทธิ์ทางการแพทย์
- การเร่งรัดการละลายน้ำส้มสายชูแบบใช้คลื่นอัลตร้าโซนิคเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการสังเคราะห์อนุภาคขมิ้นชัน
- สามารถลดปริมาณการขจัดอนุมูลอิสระของผงซักฟอกอัลตราโซนิคได้โดยง่ายเพื่อการผลิต curcumin ที่มีคุณภาพสูงจำนวนมาก
ขมิ้นชัน
curcumin เป็น polyphenol เป็นยาละลายน้ำได้ไม่ดีที่พบได้ในเครื่องเทศสมุนไพรขมิ้น (ขมิ้นชัน) มันมีสารต้านอนุมูลอิสระที่มีศักยภาพสูงและเป็นที่รู้จักกันสำหรับคุณสมบัติต้านการอักเสบต่อต้านมะเร็งต่อต้านเชื้อราและยาต้านจุลชีพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับหลากหลายของกิจกรรมการป้องกันทางเคมีและการรักษาเคมีบำบัด curcumin จะใช้เป็นสารเสพติดที่ต้องการ
ในฐานะที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีประโยชน์ขมิ้นชันจะเพิ่มซีรั่มของสารต้านอนุมูลอิสระเช่นซูเปอร์ออกไซด์ dismutase (SOD) และสารสกัดและช่วยลดอนุมูลอิสระเช่นออกซิเจนและไนโตรเจนในปฏิกิริยา (ROS and RNS) นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระของร่างกายด้วย Curcumin เป็นที่รู้จักกันในการลดโรคหัวใจและเพื่อปรับปรุงการทำงานของสมอง เนื่องจากคุณสมบัติทางสมุนไพรที่มีประโยชน์มากมายเหล่านี้ curcumin จึงถูกใช้เป็นเครื่องเทศอาหารเสริมและยา
การตกตะกอนของของเหลวแบบอัลตราโซนิค
การหลอมละลายของตัวทำละลายแอนติเจนล้ํา (ultrasonically-asstisting liquid anisolvent (LAS)) เป็นเทคนิคการสังเคราะห์หนึ่งหม้อที่ง่ายและรวดเร็วในการผลิตอนุภาคนาโนที่ทำจาก curcumin ด้วยโครงสร้างซุปเปอร์ออร์โสม การตกตะกอนต่อต้านการใช้ตัวทำละลายแบบอัลตราโซนิคเป็นกระบวนการที่เรียบง่ายรวดเร็วและสามารถปรับขนาดได้ซึ่งจะช่วยให้เกิดการตกตะกอนของ curcumin ที่มีคุณภาพสูงในอุตสาหกรรมเวชภัณฑ์และอาหาร
กลไกสมมุติฐานของการสร้างอนุภาคของ curcumin ในกรณีที่ไม่มีและมีอัลตราซาวนด์โดยไม่มีตัวยึด รูปภาพ© 2014 Thorat et al.
โพรโทคอลอัลตราโซนิคฝน:
สำหรับการเร่งรัดอนุภาคของขมิ้นชันด้วยคลื่นความถี่วิทยุจะมีการเติมสารละลายอินทรีย์ใน curanumin ในเอธานอล (5 มิลลิกรัม / มิลลิลิตร) เป็นสารลดแรงตึงผิวที่มีน้ำ 100 มิลลิลิตร (0.02 วัตต์ในน้ำ) หรือไม่มี surfactant ในฐานะที่เป็นเรือปฏิกิริยาเรือแก้วแก้ว ใช้ปริมาตร 500 มล. ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 เซนติเมตรและอัตราส่วน L / D 1.7 อุณหภูมิของส่วนผสมอยู่ที่อุณหภูมิ1ºCอย่างต่อเนื่อง สำหรับกระบวนการตกตะกอนอัลตราโซนิค sonotrode ของ homogenizer ล้ำเสียงเช่น Uf200 ःที หรือ UP200St ติดตั้ง sonotrode S26d14 จะถูกแช่อยู่ในส่วนผสมของตัวทำละลาย - แอนติเจน ตั้งค่าความกว้าง 100% และ 10 นาที sonication, ส่วนผสมกระจายตัว
เวลา sonication ช่วยในการจัดการความหลากหลายของผลึก cucrcumin เมื่อระยะเวลา sonication เป็นเวลานานร้อยละของอนุภาค orthorhombic จะเพิ่มขึ้น นี้แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของพลังงานอัลตราโซนิกอำนวยความสะดวกในการก่อตัวของรูปแบบ orthorhombic มากกว่ารูปแบบ monoclinic โดยไม่คำนึงถึงการใช้สารเติมแต่ง
[cf เลย Thorat et al. 2014]
การใช้ประโยชน์ทางชีวภาพที่ดีขึ้นโดยการ encapsulation แบบอัลตราโซนิค
เนื่องจาก curcumin เป็นโมเลกุลของ lipophilic และละลายได้ไม่ดีในน้ำ (= hydrophobic) จึงมี bioavailability ต่ำ ดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องเตรียมสูตรขมิ้นชันที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการใช้ประโยชน์ได้ สำหรับการจัดทำสารละลายขมิ้นชันน้ำสารลดแรงตึงผิว lipids albumins cyclodextrins biopolymers ฯลฯ ถูกเพิ่มเพื่อห่อหุ้มหรือใส่โมเลกุลของ curcumin ใน liposomes อนุภาคนาโนและผู้ให้ยาอื่น ๆ
Ultrasonication เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ในการกำหนดผู้ให้บริการยาเช่น ไลโปโซมแกนเปลือก อนุภาคนาโน, ไบโอโพลีเมอร์และ อีมัลชั่คู่! ค้นหาด้านล่างโปรโตคอลที่เป็นแบบอย่างสำหรับการห่อหุ้มห่อหุ้มด้วยแกรมม่า
อัลตราซาวด์ Curcumin Encapsulation Protocol:
เม็ดอนุภาคขนาดนาโนโพลีแซค - โคลิกลิก (PLGA) ที่บรรจุ Curcumin
- ขั้นแรกให้พอลิเมอร์ PLGA ละลายในเอทิลอะซิเตท curcumin (15% w / w) ถูกเพิ่มเข้าและสามารถละลายได้ในขณะที่ใช้วิธีวนล้างเป็นระยะ ๆ
- ผสมของแข็งในน้ำมันจะถูกเพิ่มเข้ากับเฟสของ PVA (w / v) เพื่อสร้าง SO / W emulsion จากนั้นสารละลายของพอลิเมอร์ / พอลิเมอร์ใน PVA มีการหมุนวนที่ความเร็วรอบ 8,000 รอบต่อนาที
- วิธีแก้ปัญหาที่ได้คือ sonicated ประมาณ 300sec ที่ความกว้าง 45% โดยใช้ Homogenizer แบบอัลตราโซนิคเช่น Uf200 ःที หรือ UP200St (200W, 26kHz) ทันทีหลังจาก sonication, อิมัลชันจะเทลงในเฟสน้ำ (0.1% PVA ในน้ำ; 200mL) สำหรับการแพร่กระจายภายใต้การกวนอย่างรวดเร็วด้วย stirrer แม่เหล็ก
- สารแขวนลอยคอลลอยด์นี้ถูกขยับอย่างต่อเนื่องโดยใช้เครื่องกวนแม่เหล็กจนกระทั่งการระเหยตัวทำละลายเสร็จสิ้น จากนั้นให้เก็บอนุภาคนาโนไว้ด้วยการหมุนเหวี่ยงแล้วล้างด้วยน้ำกลั่น 3 ครั้ง และซูโครส (5% w / w)) และนำไปอบแห้งที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียสเป็นเวลาอย่างน้อย 6 เดือนหลังจากนั้นนำไปแช่ในสารละลาย cryoprotectent solution (sucrose (2% w / w) และ trehalose (5% w / w) .
[cf เลย Ranjan et al. 2012]
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกสำหรับการตกตะกอนและการสร้างสาร Curcumin
Hielscher Ultrasonics มีอุปกรณ์ล้ำเสียงสูงสำหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโน (เช่น APIs) และการสกัดสารประกอบทางพฤกษศาสตร์ ผลิตภัณฑ์ของเรามีเครื่องทดสอบที่ทันสมัยห้องอบไอน้ำและอุปกรณ์อุลตร้าโซนิคอุตสาหกรรมซึ่งช่วยในการพัฒนาแอพพลิเคชั่นจากขนาดเล็กไปจนถึงเชิงพาณิชย์ ผลลัพธ์ทั้งหมดที่ได้จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการและแบบทดสอบนำร่องสามารถปรับเส้นให้เป็นเชิงเส้นได้เต็มที่ตามระดับการผลิตเชิงพาณิชย์ ระบบทั้งหมดถูกสร้างขึ้นสำหรับการทำงานทุกวันตลอด 24 ชั่วโมงมีประสิทธิภาพและใช้งานง่าย
ชุด UIPxxxxhdT มีระบบอัลตราโซนิกในระดับอุตสาหกรรมซึ่งสามารถใช้สำหรับการทดสอบด้านบนการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและการผลิตในภาคอุตสาหกรรม ระบบอุตสาหกรรมของเรามีให้บริการเช่น 500 วัตต์ (UIP500hdT), 1000 วัตต์ (UIP1000hdT), 1500W (UIP1500hdT), 2000W (UIP2000hdT), 4000W (UIP4000hdT), 10,000 วัตต์ (UIP10000) และ 16,000 วัตต์ (UIP16000 เครื่องอัลตราโซนิคที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดทั่วโลก). Ultrasonics Hielscher’ โปรเซสเซอร์อุตสาหกรรมอัลตราโซนิกสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงที่ความถี่สูงมากถึง200μm สำหรับขอบเขตที่สูงขึ้น Hielscher มี sonotrodes ล้ำเสียงที่ปรับแต่งได้ ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราซาวด์ของ Hielscher ช่วยให้สามารถทำงานได้ตลอดเวลาตลอดเวลาที่ต้องใช้งานหนักและในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ
สำหรับระบบอัลตราโซนิกทั้งหมดของเราเรามีอุปกรณ์เสริมมากมายเช่น sonotrodes, booster horns, flow cell และ reactors หลายขนาดรูปร่างและรูปทรงเรขาคณิต ด้วยเครื่องมือเหล่านี้จะทำให้สามารถปรับตัวประมวลผลอัลตราโซนิกของเราได้อย่างเหมาะสมกับสภาวะของกระบวนการที่ต้องการ
สำหรับการสังเคราะห์การตกตะกอนและการสังเคราะห์จากด้านล่าง Hielscher มีการแทรกเซลล์ที่เป็นเอกลักษณ์ – การ ปลา MPC48. ด้วย MultiPhaseCavitator ขั้นตอนที่สอง (ป้องกันตัวทำละลาย) จะถูกฉีดยาผ่าน 48 canulas ที่ดีเข้าสู่ cavitation zone แบบ ultrasonic ซึ่งจะมีการผสมกันภายในมิลลิวินาทีในระยะแรก เป็นผลให้อนุภาคนาโนที่เป็นเนื้อเดียวกันถูกตกตะกอน
sonication ประสิทธิภาพสูงจากห้องปฏิบัติการและ bench-top เพื่อการผลิตในอุตสาหกรรม
วรรณคดี / อ้างอิง
- Hewlings, SJ; Kalman, DS (2017): Curcumin: การทบทวนผลกระทบต่อสุขภาพมนุษย์ ฟู้ดส์ 2017 ต.ค. ; 6 (10): 92
- Thorat, AA; Dalvi, SV (2014): กระบวนการสร้างอนุภาคและความหลากหลายของ curcumin ที่เกิดจากอัลตราซาวนด์และสารเติมแต่งระหว่างการตกตะกอนด้วยตัวทำละลาย antisolvent ของเหลว CrystEngComm, 2014, 16, 11102-11114
- Ranjan, AP; Mukerjee, A ;; Helson, L; Vishwanatha, JK: (2012): การเพิ่มประสิทธิภาพและการวิเคราะห์ความเสถียรของอนุภาคขนาดนาโนที่มีการซับซ้อนของ Curcumin C3 เพื่อบำบัดมะเร็ง วารสาร Nanobiotechnology 2012, 10:38
ข้อเท็จจริงที่รู้
ขมิ้นชัน
Curcumin เป็นสารเคมีสีเหลืองที่พบในขมิ้น ขมิ้นเป็นไม้ยืนต้นเป็นพืชที่มีหนาม (rhizomatous plantaceous plant ยืนต้น)ขมิ้นชัน) ของครอบครัวขิง Curcumin เป็นโพลีฟีนซึ่งสกัดจากเหง้าและใช้เป็นเครื่องเทศ ขมิ้นมี curcuminoids 2% -9% ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับต้นกำเนิดและสภาพดินที่ปลูก Curcumin เป็น curcuminoid หลักของขมิ้น (ขมิ้นชัน, พืชวงศ์ขิง) ใช้เป็นส่วนผสมเสริมสมุนไพรสารปรุงแต่งสีผสมอาหารและส่วนประกอบเครื่องสำอาง
รูปแบบของขมิ้นชันบริสุทธิ์ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามส่วนดังต่อไปนี้ – curcumin, bisdemethoxycurcumin และ demethoxycurcumin – ยังเรียกว่า curcumin C3 complex curcumin บริสุทธิ์สามารถแยกออกจาก C3 ของ curcumin, bisdemethoxy curcumin และ demethoxy curcumin โดยใช้ chromatography คอลัมน์
curcumin ที่ไม่มีการดัดแปรมีปัญหาใหญ่เนื่องจากความสามารถในการละลายน้ำได้ไม่ดีและมีการดูดซึมได้ไม่ดี curcumin ที่ไม่แปรรูปจะไม่สามารถสะสมผลของการรักษาได้ แต่จะถูกเผาผลาญอย่างรวดเร็วในตับและผนังลำไส้ ในการเอาชนะอัตราการดูดซึม curcumin ต่ำโมเลกุลที่ใช้งานอยู่จะถูกห่อหุ้มไว้ในตัวนาโน (เช่น ไลโปโซม, nanospheres) หรือโหลดบนนาโนคอมเพล็กซ์ (เช่น อนุภาคนาโน, คอมโพสิตของ phospholipids, cyclodextrins และ dispersions ที่เป็นของแข็ง) นอกจากนี้ความสามารถในการใช้ประโยชน์ของ curcumin ยังเพิ่มขึ้นประมาณ 2000% เมื่อใช้ร่วมกับ piperine ซึ่งเป็นสารสกัดจากพริกไทยดำ
เนื่องจากข้อเท็จจริงเหล่านี้ curcumin นาโนสูตร (nanocurcumin) เป็นรูปแบบที่ต้องการของ curcumin เนื่องจาก curcumin ในนาโนฟอร์มสามารถเอาชนะปัญหาการจัดส่งยาได้ดังกล่าวข้างต้น Nanocurcumin สามารถช่วยรักษาคุณสมบัติของยาได้ดีขึ้นเนื่องจากการส่งมอบที่ดีขึ้นไปยังเนื้อเยื่อที่เป็นโรค internalization ที่ดีขึ้นและการกำจัดระบบที่ลดลง
curcumin สามารถใช้ได้ในรูปแบบการจัดส่งหลายรูปแบบรวมทั้งผงแคปซูลเม็ดยาขี้ผึ้งเครื่องดื่มบำรุงและครีมเครื่องสำอาง
การใช้ Curcumin ในทางการแพทย์
Curcumin ได้รับการตรวจสอบอย่างกว้างขวางสำหรับรูปแบบการใช้งานที่หลากหลายในด้านยาและโภชนาการ การวิจัยแสดงให้เห็นว่า curcumin มีฤทธิ์ในการต้านอนุมูลอิสระสูงซึ่งจะทำให้เซลล์เกิด apoptosis ยับยั้งการงอกของเซลล์การยึดเกาะและการเคลื่อนไหวของเซลล์ผิวและมีคุณสมบัติต้านการเกิด angiogenesis และ anti-microbial เนื่องจากผลกระทบเหล่านี้ curcumin ถูกนำมาใช้เป็นยารักษาอาการอักเสบต่างๆโรคมะเร็งโรค neurodegenerative โรคหัวใจและหลอดเลือดรวมทั้งโรคเบาหวาน
รูปแบบการนาโนที่เตรียมด้วยอัลตราไวโอเลต curcumin สำหรับการรักษาทางการแพทย์ ได้แก่ อนุภาคนาโน liposomes micelles nanoemulsions สารประกอบ cyclodextrin nanodisks nanofibres อนุภาคนาโนของแข็งและ curcumin conjugates รูปแบบยาขนาดนาโนเหล่านี้จะเอาชนะการดูดซึมของ curcumin ที่ไม่ดีและอนุญาตให้มีการจัดส่งยา curcumin ที่มีศักยภาพสูง
โครงสร้างทางเคมี Curcumin
Curcumin เป็นโมเลกุลสมมาตรหรือที่เรียกว่า diferuloyl methane ชื่อ IUPAC ของ curcumin คือ (1E, 6E) -1,7-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) -1,6-heptadiene-3,5-dione โดยมีสูตรทางเคมี C21H20O6. คริสตัล Curcumin สามารถปรากฏในรูปทรงต่างๆเช่น monoclinic (acicular), orthorhombic (rice grain like) และรูปแบบอสัณฐาน