Kurkumin Süper Parçacıklarının Ultrasonik Çökeltilmesi
- Zerdeçal ağırlıkça% 2-9 kurkuminoid içerdiğinden, tıbbi olarak güçlü bir toz elde etmek için verimli bir ekstraksiyon veya sentez tekniği gereklidir.
- Ultrasonik destekli antisolvent çökeltme, kurkumin parçacıklarını sentezlemek için oldukça verimli bir yöntemdir.
- Ultrasonik antisolvent çökeltme, büyük miktarlarda yüksek kaliteli kurkumin üretimine kolayca ölçeklendirilebilir.
Curcumin
Bir polifenol olan kurkumin, bitkisel baharat zerdeçalda bulunan suda az çözünür bir ilaçtır (Curcuma longa). Oldukça güçlü antioksidanlara sahiptir ve anti-inflamatuar, anti-kanser, anti-mantar ve antimikrobiyal özellikleri ile bilinir. Özellikle çok çeşitli kemo-önleyici ve kemo-terapötik aktiviteleri için, kurkumin tercih edilen bir ilaç bileşiği olarak kullanılmaktadır.
Güçlü bir antioksidan olarak kurkumin, süperoksit dismutaz (SOD) gibi antioksidanların serum aktivitesini arttırır ve reaktif oksijen ve nitrojen türleri (ROS ve RNS) gibi serbest radikalleri temizler ve nötralize eder. Ayrıca, vücudun kendi antioksidan enzimlerinin aktivitesini arttırır. Kurkuminin ayrıca kalp hastalıklarını azalttığı ve beyin fonksiyonlarını iyileştirdiği bilinmektedir. Bu manifold faydalı tıbbi özellikleri nedeniyle, kurkumin baharat, takviye ve ilaç olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ultrasonik Sıvı Antisolvent Çökeltme
Ultrasonik olarak desteklenen sıvı antisolvent (LAS) çökeltme, ortorombik üst yapıya sahip kurkumin nanopartikülleri üretmek için basit ve hızlı bir tek kap sentez tekniğidir. Ultrasonik anti-solvent çökeltme, ilaç ve gıda endüstrisinde yüksek kaliteli kurkuminin çökeltilmesine izin veren basit, hızlı ve ölçeklenebilir bir işlemdir.
Stabilizatörler olmadan ultrason yokluğunda ve varlığında kurkumin süperpartiküllerinin oluşum mekanizması hipotezi. Resim © 2014 Thorat ve ark.
Ultrasonik Yağış Protokolü:
Kurkumin parçacıklarının ultasonik çökeltilmesi için, etanol (5 mg? mL) içinde organik bir kurkumin çözeltisi, yüzey aktif madde içeren (suda ağırlıkça% 0.02) veya yüzey aktif madde içermeyen 100 mL suya eklenir. Reaksiyon kabı olarak, yaklaşık 500 mL hacimli, 7 cm çapında ve 1.7 L? D oranına sahip ceketli bir cam kap kullanılır. Karışımın sıcaklığı sürekli olarak 1ºC'de tutulur. Ultrasonik çökeltme işlemi için, ultrasonik homojenizatörün sonotrotu UP200Ht veya UP200St bir S26d14 sonotrot ile donatılmış, solvent-antisolvent karışımına daldırılır. % 100 genlik ayarında ve 10 dakikada. sonikasyon, karışım dağıldı.
Sonikasyon süresi, cucrcumin kristallerinin polimorfizminin manipülasyonuna izin verir. Sonikasyon süresi uzadığında, ortorombik parçacıkların yüzdesi artar. Bu, ultrasonik enerjideki bir artışın, kullanılan katkı maddesinden bağımsız olarak, monoklinik form üzerinde ortorombik formun oluşumunu kolaylaştırdığını gösterir.
[cf. Thorat ve ark. 2014]
UIP1000hdT – API yağışı için 1kW ultrasonik işlemci
Ultrasonik Kapsülleme ile Geliştirilmiş Biyoyararlanım
Kurkumin lipofilik bir molekül olduğundan ve suda zayıf çözünebildiğinden (= hidrofobik), düşük bir sistemik biyoyararlanıma sahiptir. Bu nedenle, biyoyararlanımını artıran kurkumin formülasyonlarının hazırlanması gereklidir. Sulu kurkumin çözeltilerinin hazırlanması için, kurkumin moleküllerini lipozomlar, nanopartiküller ve diğer ilaç taşıyıcılarında kapsüllemek veya yüklemek için yüzey aktif maddeler, lipitler, albüminler, siklodekstrinler, biyopolimerler vb. eklenir.
Ultrasonication, gibi ilaç taşıyıcılarını formüle etmek için oldukça verimli ve güvenilir bir tekniktir. lipozom, çekirdek kabuk nanopartiküller, biyopolimerler ve çift emülsiyonlar! Curcumin'in ultrasonik kapsüllenmesi için örnek bir protokolü aşağıda bulabilirsiniz.
Ultrasonik Kurkumin Kapsülleme Protokolü:
Kurkumin yüklü polilaktik-ko-glikolik asit (PLGA) nanopartikülleri
- İlk olarak, PLGA polimeri etil asetat içinde çözülür. Kurkumin (a/ağırlıkça ) eklenir ve çözeltiyi aralıklı olarak girdaplarken çözünmesine izin verilir.
- Yağ içinde katı karışımı, bir S-O/W emülsiyonu oluşturmak için sulu bir PVA fazına (a/h) eklenir. Daha sonra, ilacın? polimerin PVA içindeki çözeltisi 8.000 rpm'de girdaplanır.
- Elde edilen çözelti, aşağıdaki gibi bir ultrasonik homojenizatör ile% 45 genlikte yaklaşık 300 saniye boyunca sonikleştirilir. UP200Ht veya UP200St (200W, 26kHz). Sonikasyondan hemen sonra, emülsiyon, manyetik bir karıştırıcı ile hızlı karıştırma altında difüzyon için sulu faza (suda% 0.1 PVA; 200mL) dökülür.
- Bu kolloidal süspansiyon, çözücü buharlaşması tamamlanana kadar manyetik bir karıştırıcı ile sürekli olarak karıştırılır. Daha sonra nanopartiküller santrifüj edilerek toplanır, damıtılmış Milli Q suyu ile 3 kez yıkanır. Son olarak, kriyoprotektan solüsyon (sükroz (a/a) ve trehaloz (%5/a)) içinde yeniden süspanse edilirler, bir liyofilizatör ATR FD3.0 sisteminde kurutulurlar ve en az 6 ay boyunca 4°C'de saklanabilirler.
[cf. Ranjan ve ark. 2012]
Kurkumin Çökeltme ve Formülasyon için Ultrasonik İşlemciler
Hielscher Ultrasonics, nanopartiküllerin sentezi (örneğin API'ler) ve botanik bileşiklerin ekstraksiyonu için yüksek performanslı ultrasonik ekipman sunar. Ürün yelpazemiz, küçük ölçekten ticari ölçeğe kadar uygulamaların geliştirilmesine olanak tanıyan sofistike laboratuvar, tezgah üstü ve endüstriyel ultrasonicators içerir. Laboratuvar ve pilot testlerde elde edilen tüm sonuçlar, ticari üretim seviyesine göre tamamen doğrusal olarak ölçeklendirilebilir. Tüm sistemler 7/24 çalışacak şekilde üretilmiştir, sağlam ve kullanımı kolaydır.
UIPxxxxhdT serisi, tezgah üstü, proses optimizasyonu ve endüstriyel üretim için kullanılabilen endüstriyel sınıf ultrasonik sistemlerimizi kapsar. Endüstriyel sistemlerimiz şu şekilde mevcuttur: 500 W (UIP500hdT), 1000W (UIP1000hdT), 1500W (UIP1500hdT), 2000W (UIP2000hdT), 4000 W (UIP4000hdT), 10.000W (UIP10000) ve 16.000W (UIP16000, dünya çapında en güçlü ultrasonicator). Hielscher Ultrasonik’ Endüstriyel ultrasonik işlemciler, 200μm'ye kadar çok yüksek genliklerde 7/24 sürekli olarak çalıştırılabilir. Daha da yüksek genlikler için, Hielscher özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodlar sunar. Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda günün her saati güvenilir bir çalışma sağlar.
Tüm ultrasonik sistemlerimiz için, sonotrodlar, güçlendirici kornalar, akış hücreleri ve çok sayıda boyut, şekil ve geometriye sahip reaktörler gibi geniş bir aksesuar yelpazesi sunuyoruz. Bu araçlarla, ultrasonik işlemcilerimizi gerekli işlem koşullarına en uygun şekilde uyarlamak kolayca mümkün hale gelir.
Çökeltme ve aşağıdan yukarıya sentez için, Hielscher benzersiz bir akış hücresi eki sunar – bu Çok Fazlı Kavitatör MPC48. MultiPhaseCavitator ile, ikinci faz (anti-solvent) 48 ince kanül aracılığıyla doğrudan ultrasonik kavitasyon bölgesine enjekte edilir ve burada milisaniyeler içinde birinci faza karıştırılır. Sonuç olarak, homojen nano parçacıklar çökeltilir.
Laboratuar ve tezgah üstünden endüstriyel üretime kadar güçlü sonikasyon.
Literatür/Referanslar
- Hewlings, S.J.; Kalman, D.S. (2017): Kurkumin: Bir İnceleme’ İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri. Gıda. 2017 Ekim; 6(10): 92.
- Thorat, A.A.; Dalvi, S.V. (2014): Sıvı antisolvent çökeltmesi sırasında ultrason ve katkı maddeleri tarafından indüklenen kurkuminin partikül oluşum yolları ve polimorfizmi. CrystEngComm, 2014, 16, 11102-11114.
- Ranjan, A.P.; Mukerjee, A.; Helson, L.; Vishwanatha, J.K: (2012): Kanser tedavisi için Curcumin C3 kompleks yüklü nanopartiküllerin ölçek büyütme, optimizasyon ve stabilite analizi. Nanobiyoteknoloji Dergisi 2012, 10:38.
Bilmeye Değer Gerçekler
Curcumin
Kurkumin, zerdeçalda bulunan sarı renkli bir kimyasal bileşiktir. Zerdeçal, rizomatöz otsu çok yıllık bir bitkidir (Curcuma longa) zencefil ailesinden. Kurkumin, rizomlardan ekstrakte edilen ve baharat olarak yaygın olarak kullanılan bir polifenoldür. Kökenine ve yetiştirildiği toprak koşullarına bağlı olarak, zerdeçal %2-%9 oranında kurkuminoid içerir. Kurkumin, zerdeçalın ana kurkuminoididir (Curcuma longa, Zingiberaceae). Takviye, tıbbi bileşik, gıda aroması renklendirici katkı maddesi ve kozmetik bileşen olarak kullanılır.
Yalnızca aşağıdaki üç ana bileşenden oluşan saflaştırılmış bir kurkumin formu – kurkumin, bisdemetoksikurkumin ve demetoksikurkumin – kurkumin C3 kompleksi olarak da adlandırılır. Saf kurkumin, kolon kromatografisi ile kurkumin, bisdemetoksi kurkumin ve demetoksi kurkuminin C3 karışımından ayrılabilir.
Farmakolojik özellikleri ile ilgili olarak, saf, modifiye edilmemiş kurkuminin büyük bir sorunu vardır: Suda çözünürlüğünün zayıf olması ve dolayısıyla zayıf biyoyararlanımı nedeniyle, modifiye edilmemiş kurkumin terapötik etkilerini ortaya çıkaramaz, ancak karaciğer ve bağırsak duvarında hızla metabolize olur. Kurkuminin düşük emilim oranının üstesinden gelmek için, aktif moleküller nano taşıyıcılarda kapsüllenir (örn. lipozom, nanosferler) veya nano komplekslere yüklenmiş (örn. nanopartiküller, fosfolipidler, siklodekstrinler ve katı dispersiyon kompleksleri). Ayrıca, kurkuminin biyoyararlanımı, dozajı bir karabiber özü olan piperin ile birleştirildiğinde yaklaşık% 2000 oranında arttırılabilir.
Bu gerçekler nedeniyle, nano formüle edilmiş kurkumin (nanokurkumin), nanoformdaki kurkumin, yukarıda belirtilen ilaç dağıtım sorunlarının üstesinden geldiğinden, tercih edilen kurkumin dozaj şeklidir. Nanokurkumin, hastalıklı dokuya daha iyi iletim, daha iyi içselleştirme ve azaltılmış sistemik eliminasyon nedeniyle terapötik özelliklerini ortaya çıkarabilir.
Kurkumin, tozlar, kapsüller, tabletler, merhemler, besleyici içecekler ve kozmetik kremler dahil olmak üzere birden fazla dağıtım formunda mevcuttur.
Curcumin'in Tıbbi Uygulamaları
Kurkumin, tıpta ve beslenmede çeşitli kullanım biçimleri nedeniyle geniş çapta araştırılmıştır. Araştırmalar, kurkuminin hücre apoptozunu indükleyen, hücre proliferasyonunu, anti-hücre yapışmasını ve hareketliliğini inhibe eden ve anti-anjiyogenez ve anti-mikrobiyal özellikler sunan yüksek bir antioksidan aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir. Bu etkilerden dolayı kurkumin, çeşitli enflamatuar hastalıkları, kanserleri, nörodejeneratif hastalıkları, kardiyovasküler hastalıkları ve diyabeti tedavi etmek için ilaç olarak uygulanır.
Ultrasonik olarak hazırlanmış nano uygulama formları Tıbbi tedavi için kurkumin nanopartikülleri, lipozomları, miselleri, nanoemülsiyonları, siklodekstrin komplekslerini, nanodiskleri, nanofiberleri, katı lipid nanopartiküllerini ve kurkumin konjugatlarını içerir. Bu nano boyutlu dozaj formları, kurkuminin zayıf biyoyararlanımının üstesinden gelir ve oldukça güçlü bir kurkumin ilacının hedefli ve etkili bir şekilde verilmesine izin verir.
Kurkumin Kimyasal Yapısı
Kurkumin, diferüloil metan olarak da bilinen simetrik bir moleküldür. Kurkuminin IUPAC adı, kimyasal formülü C olan (1E, 6E) -1,7-bis (4-hidroksi-3-metoksifenil) -1,6-heptadien-3,5-dion'dur21H20O6. Kurkumin kristalleri, monoklinik (asiküler), ortorombik (pirinç tanesi benzeri) ve amorf form gibi farklı şekillerde görünebilir.