การผลิตอัลตราโซนิกของ Schizophyllan Beta-Glucans บริสุทธิ์สูง
Schizophyallan เป็นเชื้อรา β-glucan ที่มีคุณสมบัติปรับภูมิคุ้มกัน สําหรับฤทธิ์ทางยาที่ออกฤทธิ์สูง schizophyllan ต้องมีน้ําหนักโมเลกุลต่ําเพื่อแสดงการดูดซึมที่ดีขึ้น อัลตราโซนิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยลดน้ําหนักโมเลกุลของโรคจิตโซฟิลแลน ในฐานะที่เป็นวิธีการที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพการ sonication สามารถนําไปใช้กับการผลิต schizophyllan น้ําหนักโมเลกุลต่ําได้อย่างง่ายดาย
เห็ด Schizophyllum และการสกัดเบต้ากลูแคนอัลตราโซนิก
สายพันธุ์ของเห็ด Schizophyllum เติบโตในธรรมชาติบนต้นไม้ที่ผุพังหลังฤดูฝน เนื้อผลไม้จะถูกรวบรวมในฤดูแล้งถัดไป สายพันธุ์ Schizophyllum อุดมไปด้วยสารประกอบทางชีวเคมี เช่น กลูแคน ดังนั้นจึงบริโภคโดยเฉพาะในประเทศเขตร้อนเป็นอาหารและยา เนื่องจากคุณสมบัติในการกระตุ้นภูมิคุ้มกัน ต้านเชื้อรา ต้านเนื้องอก และต้านไวรัส ชุมชน Schizophyllum หรือที่เรียกว่าเห็ด Splitgill จึงดึงดูดบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพและยา
โพลีแซ็กคาไรด์ schizophyllan หรือที่เรียกว่า sizofiran, sonifilan หรือ sizofilan เป็น β-glucan ที่สําคัญที่พบในเห็ด Schizophyllum ซึ่งมีฤทธิ์ทางชีวภาพ β-glucan schizophyllan ที่มีประสิทธิภาพสูง
เห็ดชุมชน Schizophyllum เติบโตในธรรมชาติบนต้นไม้ไมไซเลียมยังสามารถเพาะเลี้ยงในน้ําซุปหมักได้ สําหรับการใช้งานทางเภสัชกรรมและเครื่องสําอาง schizophyllan ที่มีน้ําหนักโมเลกุลต่ํามีประสิทธิภาพมากกว่า schizophyllan ที่มีน้ําหนักโมเลกุลสูง นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าโรคจิตโซฟิลแลนที่มีน้ําหนักโมเลกุลต่ําแสดงให้เห็นถึงอัตราการดูดซึมและการดูดซึมที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ นอกจากนี้ schizophyllan น้ําหนักโมเลกุลสูงมักมีปัญหาในการใช้งาน เนื่องจากส่งผลให้สารละลายในน้ํามีความหนืดสูง
การลดขนาดอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ในการลดน้ําหนักโมเลกุลของโรคจิตโซฟิลแลนซึ่งจะช่วยเพิ่มคุณภาพของโมเลกุล β กลูแคน
โปรโตคอลสําหรับการผลิต Schizophyllan น้ําหนักโมเลกุลต่ํา
เนื่องจาก schizophyllan น้ําหนักโมเลกุลแสดงให้เห็นถึงการดูดซึมและคุณสมบัติการใช้งานที่ดีขึ้นอย่างมากทีมวิจัยของ Smirnou จึงตรวจสอบอัลตราโซนิกสําหรับการแตกแยกและการลดขนาดของโมเลกุล β-glucan schizophyllan
อัลตราโซนิกของ Schizophyllan
β-1.3(1.6)-Glucan schizophyllan (SPG) ผลิตโดยการเพาะเชื้อรา S. commune ที่จมอยู่ใต้น้ําในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพโดยใช้ซูโครสเป็นสารตั้งต้น
หลังจากสิ้นสุดการเพาะปลูกน้ําซุปเพาะเลี้ยงถูกเจือจางด้วยน้ําปราศจากแร่ธาตุให้มีความเข้มข้นของไคโซฟิลแลน 2 กรัม / ลิตรและอัลตราโซนิกด้วย โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, เยอรมนี) ในโหมดรีไซเคิลที่พารามิเตอร์และเงื่อนไขต่อไปนี้: การไหลปานกลาง 50 มล./วินาที, ความถี่ 20 kHz, เอาต์พุต 2000 W, ประเภทโซโนทรอด BS2d22, ประเภทบูสเตอร์ B2-1.4 และแอมพลิจูด 100% อุณหภูมิน้ําซุปเพาะเลี้ยงที่จุดเริ่มต้นของ sonication คือ 25 °C น้ําซุปเพาะเลี้ยงอัลตราโซนิก (พลังงานจําเพาะ 100 Ws / mL) ถูกกรองผ่านตัวกรองความลึก Seitz HS800 ภายใต้ความดัน 1.5 บาร์ที่ 40 °C อัลตราโซนิก schizophyllan (uSPG) สําหรับลักษณะทางเคมีถูกตกตะกอนจากสารกรองด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ในปริมาณสามเท่าที่อุณหภูมิห้องปฏิบัติการและทําให้แห้งที่ 60 °C เป็นเวลา 12 ชั่วโมงสารละลาย uSPG สําหรับการศึกษาภูมิคุ้มกันได้ดังนี้: (1) ตัวกรองน้ําซุปเพาะเลี้ยงอัลตราโซนิกถูกกรองผ่านตลับ PES 0.1m2 Pall Centramate T-series (ตัด 100 kDa) ที่ 0.8 บาร์และไดอะฟิลเตรติกดําเนินต่อไปจนกว่าการนําไฟฟ้าที่กักเก็บอยู่ที่ 20 μS/cm; (2) สารละลายมีความเข้มข้นโดยการกรองไดอะฟิลเตอร์ที่ความเข้มข้น uSPG 1 กรัม/ลิตร และฆ่าเชื้อโดยการนึ่งฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 120°C/20 นาที uSPG ที่แปรสภาพถูกเตรียมด้วยวิธีที่คล้ายคลึงกัน ยกเว้นว่าเติม NaOH ลงในตัวกรองน้ําซุปเพาะเลี้ยงในความเข้มข้น 0.2 M และสารละลายอัลคาไลซ์ถูกบ่มเป็นเวลา 30 นาทีที่อุณหภูมิห้องปฏิบัติการก่อนการกรองไดอะซิลฟิล
วิธีการวิเคราะห์
ผลผลิตไมซีเลียมถูกประเมินด้วยกราวิเมตริก: น้ําซุปเพาะเลี้ยงเจือจางด้วยน้ํา 1:4 หมุนเหวี่ยง 10,000 × กรัมที่ 25°C เป็นเวลา 20 นาที การตกตะกอนถูกล้างด้วยน้ําปริมาณสามเท่า Schizophyllan ตกตะกอนจากส่วนเหนือน้ําด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ในปริมาณสามเท่าทําให้แห้งที่อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และกําหนดผลผลิตด้วยแรงโน้มถ่วง pO2 ในน้ําซุปเพาะเลี้ยงถูกวัดโดยโพรบออปติคัล Hamilton-Visiferm DO 120 (แฮมิลตัน สวิตเซอร์แลนด์)
วัดความหนืดแบบไดนามิกของน้ําซุปเพาะเลี้ยงบน HAAKE Visco Tester 6L พร้อมแกนหมุน 1L และ 2L ที่ 4°C และความเร็วในการหมุน 30 รอบต่อนาที ความเร็วในการกรองคํานวณจากเวลาการกรองของน้ําซุปเพาะเลี้ยง 500 มล. ผ่านตัวกรองความลึก Seitz HS200 200 (Pall, USA) 200 × 800 มม. ที่ความดัน 1.5 บาร์และ 40°C
น้ําหนักโมเลกุล uSPG ถูกวัดโดย SEC-MALLS บนระบบ HPLC Alliance (Waters) ด้วยคอลัมน์ PL aquagel OH60 และ PL aquagel OH40 ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม และเครื่องตรวจจับ miniDAWN TREOS (Wyatt) มีความเข้มข้นโดยการกรองแสงที่ความเข้มข้น uSPG 1 g/L และฆ่าเชื้อโดยการนึ่งฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 120°C/20 นาที uSPG ที่แปรสภาพถูกเตรียมด้วยวิธีที่คล้ายคลึงกัน ยกเว้นว่าเติม NaOH ลงในตัวกรองน้ําซุปเพาะเลี้ยงในความเข้มข้น 0.2 M และสารละลายอัลคาไลซ์ถูกบ่มเป็นเวลา 30 นาทีที่อุณหภูมิห้องปฏิบัติการก่อนการกรองไดอะซิลฟิล
การบําบัดด้วยอัลตราโซนิกถูกนําไปใช้โดยตรงกับน้ําซุปเพาะเลี้ยง S. commune 144-h ด้วยไมซีเลียมเพื่ออํานวยความสะดวกในการแปรรูปปลายน้ํา SPG
ลักษณะของ Sonicated Schizophyllan: อัลตราโซนิก schizophyllan (uSPG) ตกตะกอนจากการกรองน้ําซุปเพาะเลี้ยงด้วยแอลกอฮอล์และมีลักษณะ ก.ล.ท. - มอลล์ ประเมิน Mw ของ uSPG อยู่ที่ประมาณ 1 MDa น้ําหนักโมเลกุลเฉลี่ยของ schizophyllan จากการหมักเหลวอยู่ที่ประมาณ 5 MDa ในขณะที่ในการเพาะปลูกแบบโซลิดสเตตอาจสูงถึง 10 MDa การเปรียบเทียบน้ําหนักโมเลกุลของโรคจิตโซโฟลแลนอัลตราโซนิกกับน้ําหนักโมเลกุลของโรคจิตโซฟิลแลนพื้นเมืองที่ไม่ได้รับการบําบัดสามารถสังเกตน้ําหนักโมเลกุลที่ลดลง 5 ถึง 10 เท่าเนื่องจากอัลตราโซนิก
uSPG โพลีแซ็กคาไรด์ sonicated มีโปรตีน 0.7% w / w และสารตกค้าง 1.0% w / w หลังจากการจุดระเบิด uSPG ไฮโดรไลเสทประกอบด้วยกลูโคสมากกว่า 99% ผลการวิเคราะห์ระบุว่าการ sonication จะแยกกระดูกสันหลัง β-glucan แบบสุ่มและกิ่งก้านด้านข้างยังคงไม่บุบสลายซึ่งจะช่วยลดขนาดและน้ําหนักโมเลกุลของ schizophyllan การศึกษาทางภูมิคุ้มกันวิทยาเกี่ยวกับ uSPG ที่ปราศจากโปรตีนและเอนโดท็อกซินแสดงให้เห็นว่า schizophyllan ที่มี Mw ต่ําอัลตราโซนิกมีฤทธิ์กระตุ้นภูมิคุ้มกันที่เด่นชัด
ลดความหนืด: อัลตราโซนิกส่งผลให้ความหนืดของน้ําซุปเพาะเลี้ยงลดลงอย่างมีนัยสําคัญ ในระหว่างอัลตราโซนิกความหนืดของน้ําซุปเพาะเลี้ยงเปลี่ยนไปแบบไม่เชิงเส้น: ความหนืดลดลงอย่างรวดเร็วในช่วงเริ่มต้นของอัลตราโซนิก แต่ต่อมาก็ช้าลง พลังงานจําเพาะ 100 Ws/mL เพียงพอที่จะลดความหนืดของน้ําซุปเพาะเลี้ยงได้เกือบ 7 เท่า
ปรับปรุงการกรอง: น้ําซุปเพาะเชื้อที่ผ่านการผ่านอัลตราซาวนด์ไหลผ่านตัวกรองได้เร็วกว่าน้ําซุปเพาะเลี้ยงที่ไม่ผ่านการบําบัด (พลังงานจําเพาะ 0 Ws/mL) ด้วย SPG โมเลกุลสูง นอกจากนี้อัลตราโซนิกยังช่วยลดการสูญเสียผลิตภัณฑ์ระหว่างการกรองได้อย่างมาก สารกรองของน้ําซุปเพาะเลี้ยงที่ไม่ผ่านการบําบัดด้วย SPG โมเลกุลสูง (พลังงานจําเพาะ 0 Ws/mL) มี 0.3 ± 0.07 g/L SPG ในขณะที่ความเข้มข้นของ SPG ก่อนการกรองความลึกคือ 2 g/L ในทางตรงกันข้าม filtrate ของวัฒนธรรมอัลตราโซนิก 100 Ws / mL มี SPG ในความเข้มข้น 2.2 ± 0.2 g / L ซึ่งสอดคล้องกับการสูญเสียผลิตภัณฑ์เกือบเป็นศูนย์
นอกจากนี้นักวิจัยพบว่าการประมวลผลอัลตราโซนิกของ schizophyllan สามารถปรับขนาดได้ง่าย หนึ่งหน่วยของเครื่องสลายอัลตราโซนิกของโรงงานนําร่อง UIP2000hdT ประมวลผลน้ําซุปเพาะเลี้ยง 1 ลิตรใน 110 วินาทีในโหมดการไหล ผลผลิตของระบบสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างง่ายดายด้วยการเชื่อมต่อตามลําดับของหน่วยอัลตราซาวนด์เพิ่มเติม
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการขยายขนาดการสกัดเห็ดอย่างง่าย!
อุปกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการแปรรูปกลูแคนเชื้อรา
การกระจายตัวของโพลีแซ็กคาไรด์เช่นกลูแคนตลอดจนสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ เช่นไคตินและไคโตซานสามารถประมวลผลได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยอุปกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของ Hielscher เครื่องอัลตราโซนิกของเราสามารถให้แอมพลิจูดสูงให้การควบคุมที่แม่นยําเหนือพารามิเตอร์ของกระบวนการและสามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้ภาระหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง ช่วงอุปกรณ์ Hielscher Ultrasonics ตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้อย่างน่าเชื่อถือ นอกจากประสิทธิภาพอัลตราซาวนด์ที่โดดเด่นแล้วเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ยังมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงซึ่งเป็นข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจที่สําคัญ – โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ในการผลิตเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher เป็นระบบประสิทธิภาพสูงที่สามารถติดตั้งอุปกรณ์เสริมเช่น sonotrodes, boosters, reactors หรือ flow cells เพื่อให้ตรงกับความต้องการของกระบวนการของคุณในลักษณะที่เหมาะสมที่สุด ด้วยจอแสดงผลสีดิจิตอลตัวเลือกในการทํางาน sonication ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติในการ์ด SD ในตัวการควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลและคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมายการควบคุมกระบวนการสูงสุดและความเป็นมิตรกับผู้ใช้ จับคู่กับความทนทานและความสามารถในการรับน้ําหนักหนักระบบอัลตราโซนิก Hielscher เป็นม้าทํางานที่เชื่อถือได้ของคุณในการผลิต การลดน้ําหนักโมเลกุลของ β-glucans เช่น schizophyllan ต้องใช้อัลตราซาวนด์ที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้การแตกแยกเป้าหมายและผลิตภัณฑ์ schizophyllan ขั้นสุดท้ายที่มีคุณภาพสูงซึ่งสามารถใช้สําหรับการใช้งานทางเภสัชกรรม
ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดเบต้ากลูแคนอัลตราโซนิกจากเห็ดรวมถึงคําแนะนําทีละขั้นตอนที่นี่!
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
---|---|---|
1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Smirnou, Dzianis; Knotek, Petr; Nesporova, Kristina; Smejkalova, Daniela; Pavlik, Vojtech; Franke, Lukas; Velebny, Vladimir (2017): Ultrasound-assisted production of highly-purified β-glucan schizophyllan and characterization of its immune properties. Process Biochemistry 2017.
- Zhong, Kui; Tong, Litao; Liu, Liya; Zhou, Xianrong; Liu, Xingxun; Zhang, Qi; Zhou, Sumei (2015): Immunoregulatory and antitumor activity of schizophyllan under ultrasonic treatment. International Journal of Biological Macromolecules, 80, 2015. 302–308.
- Kengo Tabata, Wataru Ito, Takemasa Kojima, Shozo Kawabata, Akira Misaki (1981): Ultrasonic degradation of schizophyllan, an antitumor polysaccharide produced by Schizophyllum commune fries. Carbohydrate Research, Volume 89, Issue 1, 1981. 121-135.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
โรคจิตโซฟิลแลน – เชื้อรา β-กลูแคน
Schizophyllan หรือที่เรียกว่า sizofiran, SPG, sonifilan, sizofilan เป็นโพลีแซ็กคาไรด์นอกเซลล์ที่เป็นกลางที่ผลิตโดยเชื้อรา Schizophyllum commune Fries ซึ่งเป็นเห็ด Basidiomycetes สายพันธุ์หนึ่ง Schizophyllan เป็นเบต้า-ดี-กลูแคนที่ละลายน้ําได้ ซึ่งกลไกการออกฤทธิ์ที่แน่นอนยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างสมบูรณ์ แต่ β-glucan ที่เฉพาะเจาะจงนี้แสดงให้เห็นถึงฤทธิ์ปรับภูมิคุ้มกันและต้านเนื้องอก แม้ว่ากลไกการออกฤทธิ์ที่แน่นอนของ sizofiran จะยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างเต็มที่ แต่สารนี้ดูเหมือนจะกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันโดยการเพิ่มการผลิตไซโตไคน์ กระตุ้นมาโครฟาจและเซลล์ Langerhans และเพิ่มกิจกรรมของเซลล์เม็ดเลือดขาวโพลีมอร์โฟนิวเคลียร์ (PML) และเซลล์นักฆ่าธรรมชาติ (NK) พบว่า Sizofiran ค่อนข้างไม่ได้ผลกับมะเร็งกระเพาะอาหาร แต่ยืดเวลารอดชีวิตในผู้ป่วยมะเร็งศีรษะและคอ ในมะเร็งปากมดลูก Sizofiran ยืดอายุการรอดชีวิตและเวลาในการกลับเป็นซ้ําสําหรับผู้ป่วยระยะที่ 2 แต่ไม่ใช่ระยะที่ 3 และแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเมื่อฉีดเข้าไปในก้อนเนื้องอกโดยตรง Sonifilan ใช้เป็นตัวปรับเปลี่ยนการตอบสนองทางชีวภาพ (BRM) พร้อมการฉายรังสีเพื่อรักษามะเร็งในญี่ปุ่น เปิดตัวสําหรับมะเร็งปากมดลูกในเกาหลีใต้ในปี 1998