Kurkumin superzarralarini ultratovush yordamida choʻktirish
- Zarchava tarkibida kurkuminoidlar atigi 2–9 wt% boʻlgani uchun, kuchli tibbiy taʼsirga ega kukun olishga samarali ekstraksiya yoki sintez usuli zarur.
- Ultratovush yordamida antierituvchi bilan choʻktirish kurkumin zarralarini sintez qilishning juda samarali usulidir.
- Ultratovush yordamida antierituvchi bilan choʻktirish jarayonini katta miqdorda yuqori sifatli kurkumin ishlab chiqarishgacha oson kengaytirish mumkin.
Kurkumin
Polifenol boʻlgan kurkumin oʻsimlik ziravori zarchava (Curcuma longa) tarkibida uchraydigan, suvda yomon eriydigan dori moddasidir. U juda kuchli antioksidantlarga ega va yalligʻlanishga, saratonga, zamburugʻlarga hamda mikroblarga qarshi xususiyatlari bilan maʼlum. Ayniqsa, kimyoviy profilaktika va kimyoterapiyaga oid faolliklarining keng doirasi tufayli kurkumin afzal koʻriladigan dori birikmasi sifatida ishlatiladi.
Kuchli antioksidant sifatida kurkumin superoksid dismutaza (SOD) kabi antioksidantlarning qon zardobidagi faolligini oshiradi va kislorod hamda azotning reaktiv shakllari (ROS va RNS) kabi erkin radikallarni tutib, neytrallaydi. Bundan tashqari, u organizmning oʻz antioksidant fermentlari faolligini kuchaytiradi. Kurkumin yurak kasalliklarini kamaytirishi va miya faoliyatini yaxshilashi bilan ham maʼlum. Shu koʻp qirrali foydali shifobaxsh xususiyatlari tufayli kurkumin ziravor, qoʻshimcha va dori sifatida keng qoʻllanadi.
Suyuq antierituvchi bilan ultratovush yordamida choʻktirish
Ultratovush yordamida suyuq antierituvchi bilan (LAS) choʻktirish ortorombik supertuzilmaga ega kurkumin nanozarralarini ishlab chiqarish uchun oddiy va tezkor, bitta idishda amalga oshiriladigan sintez usulidir. Ultratovush yordamida antierituvchi bilan choʻktirish farmatsevtika va oziq-ovqat sanoatida yuqori sifatli kurkuminni choʻktirish imkonini beradigan oddiy, tezkor va koʻlamini kengaytirish mumkin boʻlgan jarayondir.
Stabilizatorlarsiz, ultratovush mavjud boʻlmaganda va mavjud boʻlganda kurkumin superzarralari hosil boʻlishining taxminiy mexanizmi. Rasm © 2014 Thorat va boshq.
Ultratovush yordamida choʻktirish protokoli:
Kurkumin zarralarini ultratovush yordamida choʻktirish uchun kurkuminning etanoldagi organik eritmasi (5 mg/mL) sirt-faol modda saqlovchi (suvda 0,02 wt%) yoki sirt-faol moddasiz 100mL suvga qoʻshiladi. Reaksiya idishi sifatida hajmi taxminan 500mL, diametri 7cm va L/D nisbati 1,7 boʻlgan, tashqi qobiqli shisha idish ishlatiladi. Aralashmaning harorati doimiy ravishda 1ºC da saqlanadi. Ultratovush yordamida choʻktirish jarayonida, masalan, UP200Ht yoki UP200St kabi S26d14 sonotrodi bilan jihozlangan ultratovushli gomogenizatorning sonotrodi erituvchi–antierituvchi aralashmasiga botiriladi. Amplituda 100% ga oʻrnatilib, 10min. davomida ultratovush bilan ishlov berilganda aralashma disperslanadi.
Ultratovush bilan ishlov berish vaqti kurkumin kristallarining polimorfizmini boshqarish imkonini beradi. Ultratovush bilan ishlov berish davomiyligi uzaytirilganda ortorombik zarralar ulushi ortadi. Bu ultratovush energiyasining oshishi, ishlatilgan qoʻshimchadan qatʼi nazar, monoklinik shaklga nisbatan ortorombik shakl hosil boʻlishiga koʻmaklashishini koʻrsatadi.
[qarang: Thorat va boshq. 2014]
UIP1000hdT – faol farmatsevtik ingredientlarni (API) choʻktirish uchun 1kW ultratovushli protsessor
Ultratovush yordamida kapsulalash orqali biologik oʻzlashtirilishning yaxshilanishi
Kurkumin lipofil molekula boʻlib, suvda yomon erigani (= gidrofob boʻlgani) sababli uning tizimli biologik oʻzlashtirilishi past. Shuning uchun uning biologik oʻzlashtirilishini oshiradigan kurkumin preparatlarini tayyorlash zarur. Kurkuminning suvli eritmalarini tayyorlashda kurkumin molekulalarini liposomalar, nanozarralar va boshqa dori tashuvchilar ichiga kapsulalash yoki ularga yuklash uchun sirt-faol moddalar, lipidlar, albuminlar, siklodekstrinlar, biopolimerlar va boshqalar qoʻshiladi.
Ultratovush bilan ishlov berish quyidagi dori tashuvchilarni tayyorlashning juda samarali va ishonchli usulidir: liposomalar, yadro–qobiq tuzilishidagi nanozarralar, biopolimerlar va qoʻsh emulsiyalar! Quyida kurkuminni ultratovush yordamida kapsulalash uchun namunaviy protokol keltirilgan.
Kurkuminni ultratovush yordamida kapsulalash protokoli:
Kurkumin yuklangan poli(sut kislotasi-ko-glikol kislotasi) (PLGA) nanozarralari
- Avval PLGA polimeri etilatsetatda eritiladi. Kurkumin (15% w/w) qoʻshiladi va eritma vaqti-vaqti bilan vorteks yordamida aralashtirilib, uning erishiga imkon beriladi.
- S-O/W emulsiyasini hosil qilish uchun moydagi qattiq modda aralashmasi PVA ning suvli fazasiga (w/v) qoʻshiladi. Soʻng dori/polimerning PVA dagi eritmasi 8 000 rpm tezlikda vorteks yordamida aralashtiriladi.
- Hosil boʻlgan eritmaga taxminan 300sec davomida 45% amplitudada ultratovushli gomogenizator, masalan, UP200Ht yoki UP200St (200W, 26kHz) yordamida ultratovush bilan ishlov beriladi. Ultratovush bilan ishlov berilgandan darhol keyin emulsiya diffuziya uchun suvli fazaga (suvda 0,1% PVA; 200mL) quyiladi va magnitli aralashtirgich bilan tez aralashtiriladi.
- Bu kolloid suspenziya erituvchining bugʻlanishi tugaguncha magnitli aralashtirgich bilan uzluksiz aralashtiriladi. Soʻng nanozarralar sentrifugalash orqali yigʻiladi va distillangan Milli Q suvi bilan 3 marta yuviladi. Nihoyat, ular krioprotektor eritmasida (saxaroza (2 %w/w) va tregaloza (5% w/w)) qayta suspenziyalanadi, ATR FD3.0 liofilizator tizimida quritiladi va 4°C da kamida 6 oy saqlanishi mumkin.
[qarang: Ranjan va boshq. 2012]
Kurkuminni choʻktirish va preparatlarini tayyorlash uchun ultratovushli protsessorlar
Hielscher Ultrasonics nanozarralarni (masalan, faol farmatsevtik ingredientlarni (API)) sintez qilish va oʻsimlik birikmalarini ekstraksiya qilish uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovushli uskunalarni taklif etadi. Mahsulotlarimiz qatori murakkab laboratoriya, stol usti va sanoat ultratovush qurilmalarini oʻz ichiga oladi, bu esa qoʻllanish usullarini kichik koʻlamdan tijoriy koʻlamgacha ishlab chiqish imkonini beradi. Laboratoriya va tajriba-sinov bosqichlarida olingan barcha natijalarni tijoriy ishlab chiqarish darajasigacha toʻliq chiziqli ravishda kengaytirish mumkin. Barcha tizimlar 24/7 ishlash uchun yaratilgan, mustahkam va ulardan foydalanish oson.
UIPxxxxhdT seriyasi stol usti ishlari, jarayonni optimallashtirish va sanoat ishlab chiqarishida qoʻllanishi mumkin boʻlgan sanoat darajasidagi ultratovushli tizimlarimizni qamrab oladi. Sanoat tizimlarimiz quyidagi variantlarda mavjud: 500W (UIP500hdT), 1000W (UIP1000hdT), 1500W (UIP1500hdT), 2000W (UIP2000hdT), 4000W (UIP4000hdT), 10 000W (UIP10000) va 16 000W (UIP16000, dunyodagi eng kuchli ultratovush qurilmasi). Hielscher Ultrasonics sanoat ultratovushli protsessorlari 200µm gacha boʻlgan juda yuqori amplitudalarda 24/7 uzluksiz ishlashi mumkin. Yanada yuqori amplitudalar uchun Hielscher maxsus buyurtma asosida tayyorlangan ultratovushli sonotrodlarni taklif etadi. Hielscher ultratovushli uskunalarining mustahkamligi katta yuklama ostida va murakkab sharoitlarda kecha-yu kunduz ishonchli ishlash imkonini beradi.
Barcha ultratovushli tizimlarimiz uchun sonotrodlar, amplitudani kuchaytiruvchi shoxlar, turli oʻlcham, shakl va geometriyalardagi oqim hujayralari hamda reaktorlar kabi keng turdagi aksessuarlarni taklif etamiz. Ushbu vositalar yordamida ultratovushli protsessorlarimizni talab etilgan jarayon sharoitlariga optimal ravishda moslashtirish osonlashadi.
Choʻktirish va kichik tarkibiy qismlardan yirikroq tuzilmalarni hosil qilish sintezi uchun Hielscher noyob oqim hujayrasi qoʻshimchasini taklif etadi – MultiPhaseCavitator MPC48. MultiPhaseCavitator yordamida ikkinchi faza (antierituvchi) 48 ta ingichka kanyula orqali toʻgʻridan-toʻgʻri ultratovushli kavitatsiya zonasiga yuboriladi va u yerda millisekundlar ichida birinchi fazaga aralashtiriladi. Natijada bir jinsli nanozarralar choʻktiriladi.
Laboratoriya va stol usti ishlaridan sanoat ishlab chiqarishigacha kuchli ultratovush bilan ishlov berish.
Adabiyotlar/Manbalar
- Hewlings, S.J.; Kalman, D.S. (2017): Kurkumin: uning inson salomatligiga taʼsirlarini koʻrib chiqish. Foods. 2017 Oct; 6(10): 92.
- Thorat, A.A.; Dalvi, S.V. (2014): Suyuq antierituvchi bilan choʻktirish paytida ultratovush va qoʻshimchalar taʼsirida yuzaga keladigan kurkumin zarralarining hosil boʻlish yoʻllari va polimorfizmi. CrystEngComm, 2014, 16, 11 102–11 114.
- Ranjan, A.P.; Mukerjee, A.; Helson, L.; Vishwanatha, J.K: (2012): Saratonni davolash uchun Curcumin C3 kompleksi yuklangan nanozarralar ishlab chiqarish koʻlamini kengaytirish, optimallashtirish va barqarorligini tahlil qilish. Journal of Nanobiotechnology 2012, 10:38.
Bilishga arziydigan faktlar
Kurkumin
Kurkumin zarchava tarkibida uchraydigan sariq rangli kimyoviy birikmadir. Zarchava ildizpoyali koʻp yillik oʻtsimon oʻsimlik (Curcuma longa) boʻlib, zanjabildoshlar oilasiga mansub. Kurkumin ildizpoyalardan ekstraksiya qilinadigan va ziravor sifatida keng ishlatiladigan polifenoldir. Kelib chiqishi va yetishtiriladigan tuproq sharoitiga qarab, zarchava tarkibida 2%–9% kurkuminoidlar boʻladi. Kurkumin zarchavaning (Curcuma longa, Zingiberaceae) asosiy kurkuminoididir. U qoʻshimcha, shifobaxsh birikma, oziq-ovqatga taʼm va rang beruvchi qoʻshimcha hamda kosmetik tarkibiy qism sifatida ishlatiladi.
Kurkuminning faqat quyidagi uchta asosiy tarkibiy qismdan – kurkumin, bisdemetoksikurkumin va demetoksikurkumindan – iborat tozalangan shakli kurkumin C3 kompleksi deb ham ataladi. Sof kurkuminni kurkumin, bisdemetoksikurkumin va demetoksikurkumindan iborat C3 aralashmasidan kolonkali xromatografiya yordamida ajratish mumkin.
Farmakologik xususiyatlari nuqtayi nazaridan sof, oʻzgartirilmagan kurkuminning katta muammosi bor: suvda yomon erishi va natijada biologik oʻzlashtirilishining pastligi tufayli oʻzgartirilmagan kurkumin oʻz terapevtik taʼsirini namoyon qila olmaydi, balki jigar va ichak devorida tez metabolizmga uchraydi. Kurkuminning past soʻrilish darajasini yengib oʻtish uchun faol molekulalar nanotashuvchilar ichiga kapsulalanadi (masalan, liposomalar, nanosferalar) yoki nanokomplekslarga yuklanadi (masalan, nanozarralar, fosfolipidlar komplekslari, siklodekstrinlar va qattiq dispersiyalar). Bundan tashqari, kurkumin dozasi qora murch ekstrakti boʻlgan piperin bilan birga qoʻllanganda uning biologik oʻzlashtirilishini taxminan 2000% ga oshirish mumkin.
Shu faktlar tufayli nanoformulada tayyorlangan kurkumin (nanokurkumin) kurkuminning afzal koʻriladigan dori shaklidir, chunki nanoshakldagi kurkumin yuqorida aytib oʻtilgan dori yetkazib berish muammolarini yengib oʻtadi. Kasallangan toʻqimaga yaxshiroq yetkazilishi, hujayra ichiga yaxshiroq kirishi va tizimli chiqarilishining kamayishi tufayli nanokurkumin oʻz terapevtik xususiyatlarini namoyon qila oladi.
Kurkumin kukunlar, kapsulalar, tabletkalar, surtma dorilar, oziqlantiruvchi ichimliklar va kosmetik kremlar kabi turli yetkazib berish shakllarida mavjud.
Kurkuminning tibbiy qoʻllanilishi
Kurkumin tibbiyot va ovqatlanishda turli qoʻllanish shakllari boʻyicha keng oʻrganilgan. Tadqiqotlar kurkumin yuqori antioksidant faollikka ega ekanini koʻrsatgan; bu faollik hujayra apoptozini yuzaga keltiradi, hujayralarning koʻpayishi, yopishishi va harakatchanligini susaytiradi hamda angiogenezga va mikroblarga qarshi xususiyatlarni taʼminlaydi. Ushbu taʼsirlari tufayli kurkumin turli yalligʻlanish kasalliklari, saraton kasalliklari, neyrodegenerativ kasalliklar, yurak-qon tomir kasalliklari hamda diabetni davolash uchun dori sifatida qoʻllanadi.
Kurkuminning tibbiy davolash uchun ultratovush yordamida tayyorlangan nanooʻlchamli dori shakllari nanozarralar, liposomalar, mitsellalar, nanoemulsiyalar, siklodekstrin komplekslari, nanodisklar, nanotolalar, qattiq lipid nanozarralari va kurkumin konʼyugatlarini oʻz ichiga oladi. Bu nanooʻlchamli dori shakllari kurkuminning past biologik oʻzlashtirilishini yengib oʻtadi va juda kuchli taʼsirga ega kurkumin dorisini maqsadli hamda samarali yetkazib berish imkonini beradi.
Kurkuminning kimyoviy tuzilishi
Kurkumin simmetrik molekula boʻlib, diferuloil metan deb ham ataladi. Kurkuminning IUPAC nomi (1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione boʻlib, kimyoviy formulasi C21H20O6. Kurkumin kristallari monoklinik (ignasimon), ortorombik (guruch donasiga oʻxshash) va amorf shakl kabi turli shakllarda uchrashi mumkin.