Виробництво ліпосомального вітаміну C за допомогою ультразвуку
Ліпосомальні форми вітамінів відомі своєю вищою біодоступністю та швидкістю всмоктування. Вітамін C, антиоксидант, є поширеною добавкою, що використовується в харчових і медичних препаратах для підтримки імунної системи людського організму. Ультразвукова обробка є надійним і безпечним методом виробництва високоякісних ліпосом і наноліпосом. Процес ультразвукового інкапсулювання виробляє ліпосоми з високим навантаженням активних речовин, таких як вітамін C.
Ліпосомальний вітамін C, вироблений за допомогою ультразвуку
Перевага ліпосомальних вітамінів полягає в тому, що вони приймаються не у звичайній формі таблеток або порошку, а як рідка форма з підвищеною біодоступністю. Це означає, що вітаміни інкапсульовані в ядро сферичних фосфоліпідних клітин, так званих ліпосом. Оскільки ліпосоми мають подібний до ліпідних мембран людських клітин склад фосфоліпідів, вони значно краще всмоктуються в клітини організму. Тому ліпосоми використовуються в медичних препаратах і фармацевтичних засобах, добавках і нутрицевтиках, космецевтиках і косметичних продуктах. Ультразвукова обробка є високоефективним методом інкапсулювання молекул, таких як терапевтичні засоби, у ліпосоми. Виробництво ліпосом за допомогою ультразвуку характеризується високою ефективністю захоплення, що означає, що високий відсоток активних інгредієнтів (наприклад, вітаміну C) інкапсульований у ліпосоми. Одночасно ультразвукова обробка забезпечує однорідно малий розмір ліпосом, які можуть легко всмоктуватися людськими клітинами. Тому ліпосоми з вітаміном C, інкапсульованим за допомогою ультразвуку, пропонують дуже високу біодоступність і ефективність. Загалом, утворення ліпосом за допомогою ультразвуку є надзвичайно ефективним і забезпечує вищу якість ліпосом!
UIP1000hdT зі скляним проточним реактором для виробництва ліпосом
Покрокові інструкції для ультразвукового інкапсулювання вітаміну C у ліпосоми
Ліпосомальний вітамін C є формою доставки вітаміну C, яка покращує всмоктування та біодоступність. Ультразвукова обробка зондового типу є ефективним і надійним методом виробництва ліпосом.
Наступний протокол показує загальні кроки для виробництва ліпосомального вітаміну C за допомогою ультразвукового апарату зондового типу:
- Змішайте порошок вітаміну C з невеликою кількістю дистильованої води, щоб утворити розчин.
- Додайте розчин вітаміну C до розчину фосфоліпідів (таких як соєвий лецитин) у співвідношенні 1:10 (вітамін C:фосфоліпіди) за об’ємом.
- Помістіть суміш у скляну хімічну склянку і вставте зонд ультразвукового апарату, наприклад UP200Ht з S26d14, у розчин.
- Обробіть суміш ультразвуком за допомогою апарату зондового типу протягом 5-10 хвилин при приблизному налаштуванні потужності 200W (частота 26 kHz). Зонд ультразвукового апарату слід обережно переміщувати через розчин під час процесу ультразвукової обробки. Уникайте контакту зонда зі стінкою склянки (оскільки скляні хімічні склянки можуть розбитися).
- Після ультразвукової обробки дайте суміші постояти 10-15 хвилин, щоб ліпосоми могли утворитися.
- Зберігайте в темній скляній пляшці і бажано в холодильнику для довгострокової стабільності.
Важливо зазначити, що точний протокол може відрізнятися залежно від конкретного ультразвукового апарату та використаних матеріалів. Крім того, стабільність і якість ліпосом можуть залежати від таких факторів, як pH, температура та наявність інших речовин, тому важливо ретельно контролювати ці змінні під час процесу виробництва.
Ліпосоми, підготовлені за допомогою ультразвуку, допомагають подолати короткий період напіврозпаду, низьку проникність клітинних мембран та погану пероральну біодоступність, спричинені шлунковою та ферментативною деградацією цих біоактивних сполук. Інкапсуляція в фосфоліпідний бішар захищає активні інгредієнти від деградації та підвищує швидкість їх абсорбції в клітини.
Ультразвуковий обробник UP200Ht для ефективного захоплення вітаміну C у ліпосоми.
Утворення ліпосом за допомогою ультразвуку
Оскільки утворення ліпосом і наноліпосом не відбувається як спонтанний процес, для сприяння процесу інкапсуляції необхідне джерело енергії. Ліпосоми – це ліпідні везикули, які утворюються, коли фосфоліпіди, наприклад, лецитин, додаються у воду, де вони формують бішарові структури при прикладанні достатньої кількості енергії, наприклад, за допомогою ультразвукової обробки. Ультразвукова обробка сприяє впорядкуванню молекул ліпідів, так що отримується термодинамічно стабільна водна фаза. Ультразвукова обробка не лише сприяє утворенню ліпосом, а й зменшує їхній розмір, в результаті чого утворюються наноліпосоми. Розмір ліпосом є важливим фактором, коли йдеться про біодоступність та швидкість абсорбції, оскільки менші ліпосоми можуть легше проникати через клітинні мембрани.
Зменшення розміру ліпосом за допомогою ультразвуку
Ультразвукова дисперсія – це простий та ефективний метод зменшення розміру ліпосом і виробництва наноліпосом. Для підготовки менших ліпосом гідратовані везикули піддаються ультразвуковій обробці протягом кількох хвилин за допомогою ультразвукового обробника зондового типу в реакторі з контрольованою температурою. Як нетермічний, суто механічний метод, ультразвукове зменшення розміру не руйнує ні фосфоліпіди, ні біоактивні сполуки.
Після утворення ліпідної плівки та наступної регідратації ультразвукова обробка використовується для сприяння захопленню активних інгредієнтів у ліпосомі. Крім того, ультразвукова обробка досягає бажаного розміру ліпосом.
UP400St, потужний ультразвуковий гомогенізатор на 400 ват, для виробництва ліпосом
Ультразвукові процесори для виробництва ліпосом
Системи Hielscher Ultrasonics широко використовуються у фармацевтичному виробництві та виробництві добавок для формування високоякісних ліпосом, навантажених вітамінами, антиоксидантами, пептидами, поліфенолами та іншими біоактивними сполуками. Для задоволення потреб своїх клієнтів Hielscher постачає ультразвукові обробники від компактних ручних лабораторних гомогенізаторів і настільних ультразвукових обробників до повністю промислових ультразвукових систем для виробництва великих обсягів ліпосомальних формуляцій. Доступний широкий спектр ультразвукових сонотродів і реакторів для забезпечення оптимальної конфігурації для вашого виробництва ліпосом. Надійність ультразвукових обробників Hielscher дозволяє працювати цілодобово (24/7) в умовах важких навантажень і у складних середовищах.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових обробників:
| Об’єм партії | Об’ємна витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| 1–500 mL | 10–200 mL/min | UP100H |
| 10–2000 mL | 20–400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20 L | 0,2–4 L/min | UIP2000hdT |
| 10–100 L | 2–10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | більший | кластер UIP16000 |
Зв’яжіться з нами! / Запитайте нас!
Література/Посилання
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): Ефективний метод на основі ліпосом для інкапсуляції антиоксидантів. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 136, 2015. 1067-1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. and Wen, J. (2014): Підготовка, оптимізація та характеристика ліпосом, навантажених бичачим лактоферрином, і твердих ліпідних частинок, модифікованих гідрофільними полімерами, з використанням факторного планування. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560-575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Вплив методу підготовки та змінних на внутрішню структуру, морфологію та наявність ліпосом у кубосомах фітантріол-Pluronic® F127. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 145, 2016. 845-853.
- Christopher W. Shade (2016): Ліпосоми як передові системи доставки нутрицевтиків. Integr Med (Encinitas). 2016 Mar; 15(1): 33–36.
- Domenico Lombardo, Pietro Calandra, Maria Teresa Caccamo, Salvatore Magazù, Mikhail Alekseyevich Kiselev (2019): Колоїдна стабільність ліпосом. 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): Біоактивність органічних/неорганічних фотогенерованих композитів у біоінспірованих системах. Romanian Journal of Physics 63, 702 (2018)
Факти, які варто знати
Вітамін C
Вітамін C, також відомий як L-аскорбінова кислота або аскорбат, є водорозчинним антиоксидантом із хімічною формулою C6H8O6. Як антиоксидант, вітамін C діє як донор електронів у різних ферментативних і неферментативних реакціях. Крім того, вітамін C є кофактором у багатьох ферментативних реакціях, які регулюють життєво важливі біологічні функції, такі як загоєння ран і синтез колагену. Цинга є найвідомішою формою тяжкого дефіциту вітаміну C, що виникає через порушення синтезу колагену.
Як вітамін, аскорбінова кислота є життєво необхідною для людського організму, що означає, що організм не може синтезувати вітамін C, але повинен отримувати його з їжею. До продуктів, багатих на вітамін C, належать цитрусові, каму-каму, ацерола, кейл, шипшина, чорна смородина, гуава, а також інші фрукти та овочі.
Хоча збалансована дієта легко забезпечує достатню кількість вітаміну C. Однак для забезпечення достатнього рівня вітамінів часто використовуються дієтичні добавки, такі як краплі, капсули, таблетки, порошки та жуйки вітаміну C. Рекомендоване Європейським управлінням з безпеки харчових продуктів добове споживання вітаміну C становить 110 mg/day для чоловіків і 95 mg/day для жінок.
У медицині вітамін C вводять у високих дозах під медичним наглядом для підтримки онкологічного лікування та зміцнення імунної системи. Наприклад, дослідження виявили, що регулярне вживання добавок вітаміну C зменшує тривалість і тяжкість застуди та грипу.
Що таке ліпосома?
Ліпосоми – це сферичні везикули мікроскопічного розміру, які можуть варіюватися від 30nm до кількох мікрометрів. Надійним способом синтезу ліпосом у контрольованих умовах є ультразвукова інкапсуляція. Переважно ліпосоми складаються з фосфоліпідів, особливо фосфатидилхоліну, але також можуть включати інші ліпідні сполуки, такі як яєчний фосфатидилетаноламін.
Будучи везикулами, виготовленими з фосфоліпідів, ліпосоми діють як мікроконтейнери, що інкапсулюють біоактивні сполуки, такі як вітаміни, антиоксиданти, поліфеноли, пептиди, лікарські речовини (наприклад, вакцини, лікарські сполуки). Фосфоліпідний бішар інкапсулює біоактивну речовину та транспортує її в клітини. Оскільки бішари ліпосом складаються з подібних фосфоліпідів, як і клітинні мембрани, ліпосоми можуть легко проходити через клітинні мембрани та доставляти біоактивні речовини в клітини. Це робить ліпосоми високоефективними носіями ліків із високою біодоступністю та швидкістю абсорбції. Амфіфільні властивості фосфоліпідних бішарів роблять ліпосоми розчинними як у водних, так і в полярних рідинах.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори від лабораторного до промислового розміру.