Name: 新規アルカリリグニンマイクロ/サブミクロン粒子のグリーン合成、特性評価、カプセル化、および放出電位の測定 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-01T14:05:00.000+00:00
Duration: 7 min 42 s
Description: 学ぶアルカリリグニンマイクロ粒子とサブミクロン粒子のグリーン合成法。安価で環境に優しい溶媒を用い、バイオフラボノイドのカプセル化と消化管環境での放出電位を評価する。生体適合性を持つバイオポリマー粒子の医薬品技術への応用を探索する。

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この研究は、契約番号 KΠ-06 H59/3 に基づくブルガリア科学基金と、トラキア大学の科学プロジェクト No. 07/2023 FVM の支援を受けました。

1. リグニン微粒子の合成
<ol><li>マグネチックスターラーで50 mLの超純水に2.5 gのアルカリリグニンを溶解し、50 mg/mLのアルカリリグニン水溶液を調製します。</li>
	<li>1 mLのTween 80を100 mLの超純水に溶解して、1%Tween 80溶液を調製します。</li>
	<li>6.65 mLの67% HNO3(密度= 1.413 g/mL)を超純水で希釈し、最終容量50 mLまで希釈して、HNO3の2 M溶液を調製します。</li>
	<li>1% Tween 80溶液15 mLを50 mg/mLアルカリリグニン溶液50 mLにゆっくりと加えます。</li>
	<li>界面活性剤が十分に分散するように、500rpmで10分間マグネチックスターラーで混合物を攪拌します。</li>
	<li>20 mLの2 M HNO3 をシリンジで約150 μL/sの流速で滴下して混合物に加えます。</li>
	<li>暗褐色の溶液が微粒子の薄茶色の懸濁液に変換されるときに、混合物を30分間攪拌し続けます。</li>
	<li>懸濁液を1.5〜2mLの試験管に移し、10°Cの超遠心分離機で15,000× g で30分間遠心分離します。</li>
	<li>さらなる分析のために上清を収集し、微粒子を超純水ですすいでください。</li>
	<li>すすぎ/超遠心分離手順を3回繰り返します。</li>
	<li>超音波均質化の前に、微粒子を含む容器を氷浴に浸します。</li>
	<li>超音波ホモジナイザーで93%の強度で4分間微粒子をホモジナイズします。</li>
	<li>微粒子を凍結乾燥機で-64°Cの温度で凍結乾燥し、さらに使用するためにエキシケーターに保管します。</li>
</ol>2. リグニンサブミクロン粒子の合成
<ol><li>マグネチックスターラーでアルカリリグニン125mgを超純水25mLに溶解し、5mg/mLのアルカリリグニン水溶液を調製します。</li>
	<li>アルカリリグニン溶液に96%EtOH1mLをゆっくりと加えます。</li>
	<li>マグネチックスターラーで500rpmで3分間攪拌します。</li>
	<li>クエン酸0.5gを超純水に溶解し、最終容量50mLまでクエン酸1%溶液50mLを調製します。</li>
	<li>7 mLの1%クエン酸をシリンジで約4 mL / minの流速で滴下して混合物に加えます。.</li>
	<li>茶色の透明な溶液がサブミクロン粒子の濁った薄茶色の懸濁液に変わるまで、混合物を10分間攪拌し続けます。</li>
	<li>懸濁液を試験管に移し、10°Cの超遠心分離機で15,000 × g で30分間遠心分離します。</li>
	<li>さらなる分析のために上清を収集し、微粒子を超純水ですすいでください。</li>
	<li>すすぎ/超遠心分離手順を3回繰り返します。</li>
	<li>超音波均質化の前に、微粒子を含む容器を氷浴に浸します。</li>
	<li>超音波ホモジナイザーで96%の強度でそれぞれ4分間の2サイクルでマイクロ粒子を超音波でホモジナイズする。</li>
	<li>最初のサイクルの後、容器を1分間冷却します。</li>
	<li>微粒子を凍結乾燥機で-64°Cの温度で凍結乾燥し、さらに使用するためにエキシケーターに保管します。</li>
</ol>3. 天然フラボノイド内包リグニンマイクロ/サブミクロン粒子の合成
<ol><li>微粒子について手順1.1〜1.5を繰り返します。</li>
	<li>0.08gのモリンを秤量し、1mLのEtOHに溶解し、このエタノール溶液を混合物に加える。</li>
	<li>マグネチックスターラーで500rpmで20分間混合液を撹拌します。</li>
	<li>20 mLの2 N HNO3 をシリンジで約150 μL/sの流速で滴下します。</li>
	<li>混合物を60分間攪拌し続けます。</li>
	<li>手順1.8〜1.13を繰り返します。</li>
	<li>サブミクロン粒子について手順2.1を繰り返します。</li>
	<li>ケルセチン0.04gを重量で、1mLのEtOHに溶解し、このエタノール溶液をアルカリリグニン水溶液に加える。</li>
	<li>マグネチックスターラーで500rpmで10分間混合物を攪拌します。</li>
	<li>手順2.4〜2.13を繰り返します。</li>
</ol>4. リグニン微小・超微粒子の内包効率の決定
<ol><li>両方のタイプのフラボノイドカプセル化リグニン粒子の合成手順中に添加された生理活性物質の含有量を計算します。<ol><li>96%EtOHで希釈した後、ステップ1.9および2.8で得られた上清中のフラボノイドの吸収を分光光度法で測定します。</li>
		<li>フラボノイドの検量線を用いて、非捕捉モラン/ケルセチンの濃度を計算します。</li>
		<li>式(1)を使用して、天然フラボノイドに対するリグニン微粒子のカプセル化効率(EE、%)を計算します。 <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/66216/66216eq01.jpg" style="margin: auto;">(1) ここで、wo は添加された生理活性物質の総量(mg)であり、wf は遊離非捕捉フラボノイドの量(mg)である。</li>
		<li>式(2)を使用して、薬物負荷容量(DLC、%)-担体系の単位重量あたりの粒子中の薬物の量を表す重要なパラメーター-を計算します。 <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66216/66216eq02.jpg" style="margin: auto;">(2) ここで、wp は凍結乾燥後に得られるリグニンマイクロ/サブミクロン粒子の総量(収率)(mg)です。</li>
	</ol></li>
</ol>5. リグニンマイクロおよびサブミクロン粒子の特性評価
<ol><li>粒子数、サイズ、サイズ分布の決定<ol><li>ビーズカウントのオプションを備えた自動セルカウンターを使用して、サンプルの粒子サイズと粒子サイズ分布を評価します。マイクロピペットで、操作に必要な計数スライドのウェル内の超純水中にリグニン/フラボノイドマイクロ/サブミクロン粒子懸濁液1μLを加えます。</li>
		<li>懸濁液1mL中の粒子数、およびそれらの数とサイズごとの分布が自動セルカウンターのディスプレイに表示されるのを待ちます。 注意: この装置では、USBフラッシュにデータを保存できます。自動セルカウンター専用ソフトウェアにより、保存されたデジタルファイルや写真ファイルをさらに処理することができます。</li>
	</ol></li>
	<li>電位差滴定によるリグニン粒子の表面酸性/塩基基の含有量の測定<ol><li>重量:0.04 gの無負荷/フラボノイドカプセル化リグニン粒子。</li>
		<li>それらを三角フラスコに移し、0.1 M HClを10 mL加え、フラスコを250 rpmのマグネチックスターラーに置きます。</li>
		<li>50 mLビュレットに滴定剤NaOHの0.1 M標準溶液を充填します。</li>
		<li>滴定を開始する前に、ベンチpHメーターで三角フラスコ内の溶液の初期pHを測定します。</li>
		<li>滴定を開始し、滴定液を0.5 mL添加するごとに分析溶液のpHを測定します。</li>
		<li>実験データは、適用された滴定液の量と対応するpHの値を含む表に保存されます。</li>
		<li>滴定液の量を増やして、pHがほぼ一定になったら滴定を中止します。</li>
		<li>実験データをゼロ、1次、2次導関数の微分滴定曲線の形式でプロットします。</li>
		<li>使用する滴定液の等価点と対応する等価量を決定します。</li>
		<li>式(3)と(4)を使用して、無負荷およびフラボノイドを担持したリグニン粒子の表面上の酸性AaおよびAb塩基の含有量を計算します。 <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/66216/66216eq03.jpg" style="margin: auto;"> , MGEQ/G (3) <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/66216/66216eq04.jpg" style="margin: auto;"> MGEQ/G (4) ここで、Veqi は等価体積(mL)です。NT 滴定液の正規性 (mgeqv/mL);VT 測定手順に使用した滴定液の容量(mL);m 分析したサンプルの重量(g)。</li>
	</ol></li>
	<li>固体添加法によるリグニン系粒子のゼロチャージのpH点(pHPZC)の決定。<ol><li>NaClの0.1M水溶液60mLを調製します。</li>
		<li>5つの栓付き円錐フラスコのそれぞれに0.1 M NaCl溶液9 mLを加え、0.1 M HClまたは0.1 M NaOHのいずれかを添加して、pHをpHi = 2、4、7、10、および12(ここで、i = 1〜5は対応する溶液の数を示す)にそれぞれ調整します。同じ強度のNaCl溶液を添加して、各フラスコ内の溶液の総量を10mLに正確に調整します。</li>
		<li>各フラスコに40mgの乾燥リグニン粒子(無負荷、フラボノイドを充填したマイクロ/サブミクロン)を加え、フラスコにしっかりと蓋をします。</li>
		<li>フラスコをオービタルシェーカーに直立させて固定し、24時間振とうし続けます。</li>
		<li>30分間平衡化し、その後、各フラスコの上清の最終pH(pHf)を測定します。</li>
		<li>対応する初期pH値(pHi)に対してpHf値をプロットします。</li>
		<li>電荷がゼロの点(pHPZC)は、曲線ΔpH対pHi が座標(pHi; pHi)と直線と交差するpH値として定義されます。</li>
	</ol></li>
	<li>リグニン粒子の総フェノール含有量(TPC)の測定 注:マイクロ/サブミクロンリグニン粒子の総フェノール含有量(TPC)は、修正されたFolin-Ciocalteu比色法によって決定されます。<ol><li>濃度500 μg/mLの粒子水懸濁液200 μLを、600 μLの超純水および200 μLのFolin-Ciocalteu試薬(1:1、v/v)と混合します。</li>
		<li>5分後、1.0 mLの8% Na2CO3 と1.0 mLのMilli-Q水を加え、断続的に攪拌しながら水浴中で40°Cの暗所で30分間インキュベートします。</li>
		<li>懸濁液を5,300 × g で2分間遠心分離します。</li>
		<li>パーティクルを含まないブランクを準備します。</li>
		<li>10mmの石英キュベットに3.5mLの上清を移し、ブランクに対して760nmの可視領域でUV/Vis分光光度計で吸光度を測定します。</li>
		<li>手順5.3.1〜5.3.5に従って、標準没食子酸の検量線を調製します。リグニン粒子懸濁液の200μLの代わりにのみ、初期濃度10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、および200μg / mLの没食子酸のエタノール溶液を使用してください。</li>
		<li>微粒子の実験データを没食子酸当量mgとして、乾燥サンプルのグラム当たりミリグラム(mg GAE / g)で表します。</li>
		<li>式 (5) を使用して TPC を計算します。 <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/66216/66216eq05.jpg" style="margin: auto;"> mgGAE/g(5) ここで、CGA は、酸のキャリブレーションプロットから得られた標準没食子酸の濃度に相当するサンプルの濃度です(μg GA / mL)。Cs はサンプルの濃度で、乾燥サンプルの質量を溶媒の容量(μg/mL)で割った値に等しくなります。</li>
	</ol></li>
</ol>6. リグニン粒子のin vitro放出能の測定
<ol><li>0.1 M HCl を含む標準 PBS 溶液の pH を pH = 1.2 に調整して、250 mL のシミュレートされた酵素を含まない胃培地を調製します。</li>
	<li>標準PBS溶液のpHを0.1 M NaOH/0.1 M HClでそれぞれpH = 6.8および7.4に調整することにより、2つの模擬腸液溶液をそれぞれ250 mL調製します。</li>
	<li>機械式攪拌機が付属するガラスバッチリアクター内のシミュレートされた酵素を含まない胃媒体50mLに25mgのフラボノイドカプセル化マイクロ/サブミクロン粒子を加え、T = 37 ± 0.2 °Cの一定温度の温泉水浴に入れます。</li>
	<li>攪拌機を液量の2/3の深さに浸して、固相と液相が完全に混合されるようにし、停滞ゾーンなしで最大の物質移動を確保します。</li>
	<li>10分ごとに90分まで リアクターから1mLのサンプルを取り出し、すぐに1mLの新鮮な模擬流体溶液をリアクターにピペットで入れて、総量の変化を防ぎ、シンクの状態を確保します。</li>
	<li>pH = 6.8と7.4の両方のシミュレートされた腸液溶液で、それぞれ200分間、ステップ6.3〜6.6を含む同じ手順を繰り返します。</li>
	<li>3つのシミュレートされた媒体で無負荷のリグニン粒子を使用して同様の実験を行い、サンプルを分光光度計をゼロにするためのブランクとして使用します。</li>
	<li>ステップ6.7のブランクサンプルに対してサンプルをろ過し、96%EtOHで希釈した後、サンプルの吸収を分光光度法で決定し、pH = 1.2、6.8、および7.4でそれぞれ得られたモリンの対応する検量線を使用して、対応するフラボノイド濃度を計算します。</li>
	<li>式(6)を使用してバイオフラボノイドの累積放出(CR)をμg/mLで計算し、累積放出率(CRP)を式(7)で計算します。 <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/66216/66216eq06.jpg" style="margin: auto;">(6) ここで、Ci および Ci+1 は、i番目 と (i+1) 番目の サンプル中のモリン/ケルセチンの濃度 (μg/mL) です。Vs バッチリアクターから採取したサンプル量(mL);V シミュレートされた培地の総容量(mL)。 <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/66216/66216eq07.jpg" style="margin: auto;">(7) ここで、Cmax は担体中の生物学的に活性な化合物の最大濃度(μg/mL)です。</li>
</ol>7. 統計解析
<ol><li>実験データを、3つの独立した測定値の平均±標準偏差(SD)として表します。</li>
	<li>事後検定として分散分析検定を実行することにより、実験結果の統計的有意性を決定します。pの値は、0.05&lt;統計的に有意であると考えてください。</li>
</ol>

バイオフラボノイド放出のためのリグニンマイクロ/サブミクロン粒子合成

<ol><li>Yu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lignin+nanoparticles+with+high+phenolic+content+as+efficient+antioxidant+and+sun-blocker+for+food+and+cosmetics%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Sustainable+Chem.+Eng%22%5BJournal%5D)">Lignin nanoparticles with high phenolic content as efficient antioxidant and sun-blocker for food and cosmetics.</a> ACS Sustainable Chem. Eng. 11 (10), 4082-4092 (2023).</li>
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<li>Tardy, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lignin+nano-+and+microparticles+as+template+for+nanostructured+materials%3A+formation+of+hollow+metal-phenolic+capsules%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Lignin nano- and microparticles as template for nanostructured materials: formation of hollow metal-phenolic capsules.</a> Green Chem. 20, 1335-1344 (2018).</li>
<li>Silva, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paraquat-loaded+alginate%2Fchitosan+nanoparticles%3A+preparation%2C+characterization+and+soil+sorption+studies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Haz+Mat%22%5BJournal%5D)">Paraquat-loaded alginate/chitosan nanoparticles: preparation, characterization and soil sorption studies.</a> J Haz Mat. 190 (1-3), 366-374 (2011).</li>
<li>Georgieva, N., Yaneva, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+evaluation+of+natural+and+acid-modified+layered+mineral+materials+as+rimifon-carriers+using+UV%2FVIS%2C+FTIR%2C+and+equilibrium+sorption+study%5BTitle%5D)+AND+%22Cogent+Chem%22%5BJournal%5D)">Comparative evaluation of natural and acid-modified layered mineral materials as rimifon-carriers using UV/VIS, FTIR, and equilibrium sorption study.</a> Cogent Chem. 1 (1), 1-16 (2015).</li>
<li>Zhang, P., Chen, D., Li, L., Sun, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charge+reversal+nano-systems+for+tumor+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanobiotechnol%22%5BJournal%5D)">Charge reversal nano-systems for tumor therapy.</a> J Nanobiotechnol. 20, 31(2022).</li>
<li>Yaneva, Z. L., Georgieva, N. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Removal+of+diazo+dye+from+the+aqueous+phase+by+biosorption+onto+ball-milled+maize+cob+%28BMMC%29+biomass+of+Zea+mays%5BTitle%5D)+AND+%22Maced.+J.+Chem.+Chem.+Eng%22%5BJournal%5D)">Removal of diazo dye from the aqueous phase by biosorption onto ball-milled maize cob (BMMC) biomass of Zea mays.</a> Maced. J. Chem. Chem. Eng. 32 (1), 133-149 (2013).</li>
<li>Zatorska, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug-loading+capacity+of+polylactide-based+micro-+and+nanoparticles+-+Experimental+and+molecular+modeling+study%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Drug-loading capacity of polylactide-based micro- and nanoparticles - Experimental and molecular modeling study.</a> Int J Pharmaceutics. 591, 120031(2020).</li>
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<li>Yaneva, Z., Georgieva, N., Staleva, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+d%2Cl-%CE%B1-tocopherol+acetate%2Fzeolite+carrier+system%3A+equilibrium+study%5BTitle%5D)+AND+%22Monatshefte+fur+Chemie+Chemical+Monthly%22%5BJournal%5D)">Development of d,l-α-tocopherol acetate/zeolite carrier system: equilibrium study.</a> Monatshefte fur Chemie Chemical Monthly. 147 (7), 1167-1175 (2016).</li>
<li>Yaneva, Z., Georgieva, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+on+the+physical+chemistry%2C+equilibrium%2C+and+kinetic+mechanism+of+Azure+A+biosorption+by+Zea+mays+biomass%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Dispersion+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Study on the physical chemistry, equilibrium, and kinetic mechanism of Azure A biosorption by Zea mays biomass.</a> Journal of Dispersion Science and Technology. 35 (2), 193-204 (2014).</li>
</ol>

著者には、開示すべき利益相反はありません。

生体高分子に基づく薬物担体製剤の設計のための現代の合成方法論の主な重要な問題の中には、有害な有機試薬 - テトラヒドロフラン、アセトン、メタノール、さらには高濃度のDMSOなどの揮発性および可燃性溶媒 - の適用であり、毒性作用の発現の可能性により、生物医学、製薬産業、および食品技術への適用が制限される20。21、22、23、24。もう一つの重要な点は、合成手順中の複雑な化学反応(エステル化、重合など)または高価な装置の関与です。現在の原稿で提示されている両方の技術は、代替溶媒(水)と界面活性剤(Tween 80)や架橋剤(エタノール、クエン酸)などの非毒性化合物を含意することにより、後者の制限を克服し、「グリーン」合成法として分類します。さらに、これらの方法論は、生理活性物質の生分解性、生物活性、および生体適合性...

今日では、セルロース、キトサン、コラーゲン、デキストラン、ゼラチン、リグニンなどの生体高分子が、カスタマイズ可能なサイズ、物理化学的特性、および生体機能性を備えたマイクロ/サブミクロン担体を設計するための前駆体として、組織工学、3Dバイオプリンティング、in vitroでの適用性により、生物医学、製薬、および食品技術業界で増加しています疾患モデリングプラットフォーム、包装産業、エマルジョン調製、栄養素送達など1,2,3.
新しい研究は、食品包装材料5、エネルギー貯蔵6、化粧品7、疎水性分子の送達のための熱/光安定剤、強化材料、および薬物担体マトリックス8、UVバリアの改善9に使用される有利な媒体として、リグニンベースのハイドロゲルおよびマイクロおよびナノ製剤4の側面を強調しています、ナノ複合材料の強化剤として、および最近のいくつかの安全性の問題による無機ナノ粒子の代替として10,11,12。この傾向の背後にある理由は、天然ヘテロ生体高分子の生体適合性、生分解性、および非毒性、ならびにリグニン-抗酸化能およびラジカル捕捉活性、抗増殖活性、および抗菌活性の証明された生物活性である13,14,15,16,17。
科学文献では、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N、N-ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトンなどの高価で有害な溶媒の適用、および多くの機器と有毒物質を使用する複雑で間接的で退屈なプロセスを含む、リグニンベースのマイクロ/ナノスケール製剤の特性評価のためのさまざまな方法(自己組織化、抗溶媒沈殿、酸沈殿、溶媒シフト)18、およびリグニンベースのマイクロ/ナノスケール製剤の特性評価が報告されています12、19,20。
後者の欠点を克服するために、以下のプロトコルは、安価でグリーンな溶媒を使用してリグニンベースのマイクロ/サブミクロン粒子を合成するための新しい方法論を提示します。簡単な、わかりやすく、迅速で、敏感なプロセスで、わずかな機器、無毒の物質、およびそれらの特性評価と、難水溶性の生理活性化合物に対するカプセル化能力とリグニンマトリックスの in vitro 放出電位の決定のための簡単な方法が必要です。提示されたラボスケールの製造方法は、生物医科学や食品技術のさまざまな分野で応用できる簡単な特性評価手順と環境に優しい化学物質を利用して、調整可能なサイズ、高いカプセル化能力、および持続可能な in vitro 放出挙動を備えた機能性リグニン担体の製造に有利です。リグニン粒子にカプセル化された標的分子として、モリンを微粒子に、ケルセチンをサブミクロン粒子に、2つのフラボノイドを適用しました。両方のフラボノイドの構造の違い B-芳香族環の2番目の-OH基の位置だけです:-OH基はモリンの2'位とケルセチンの3'位にあるため、両方の有機化合物は位置異性体です。後者の事実は、カプセル化および/または放出の過程における両方の生理活性天然化合物の同様の挙動を推定する。

<table><tbody><tr><td>自動セルカウンター</td><td>EVE, NanoEnTek</td><td></td><td></td></tr><tr><td>クエン酸</td><td>シグマ</td><td>251275</td><td>&nbsp;ACS試薬、&ge;99.5%</td></tr><tr><td>デジタルウォーターバス</td><td>Memmert</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eppendorfチューブ、1.5-2 mL</td><td></td><td></td><td></td></tr>エ<tr><td>タノール</td><td>Sigma</td><td>34852-M</td><td>絶対、HPLCに適しています。99.8%</td></tr><tr><td>フォリン&ndash;シオカルテウフェノール試薬</td><td>Sigma</td><td>F9252</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;凍結乾燥機</td><td>バイオベース</td><td></td><td></td></tr><tr><td>没食子酸</td><td>Sigma-BCBW7577</td><td></td> <td>一水和物</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Sigma</td><td>258148</td><td>ACS 試薬、37%</td></tr><tr><td>HNO3</td><td>Sigma</td><td>438073</td><td>&nbsp;ACS試薬、70%</td></tr><tr><td>リグニン、アルカリ</td><td>シグ</td>マ<td>370959</td><td></td></tr><tr><td>モリン</td><td>シグマ</td><td>PHL82601</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>シグマ</td><td>S9888</td><td>ACS試薬、&ge;99.0%</td></tr><tr><td>Na2CO3</td><td>Sigma</td><td>223530</td><td>粉末、&ge;99.5%、ACS試薬</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma</td><td>655104</td><td>試薬グレード、97%、粉末</td></tr><tr><td>オービタルシェーカー</td><td>IKA</td><td>KS 130 塩基性</td><td></td></tr><tr><td>pH計</td><td>Consort</td><td></td><td></td></tr><tr><td>phosphate-buffered saline (PBS)</td><td>Sigma</td><td>RNBH7571</td><td></td></tr><tr><td>Quercetin hydrate</td><td>Sigma</td><td>STBG3815V</td><td></td></tr><tr><td>Excel</td><td>用統計ソフトマイクロソフト社</td><td></td><td>XLSTAT&nbsp;バージョン 2022.4.5.</td></tr><tr><td>Tween 80</td><td>Sigma</td><td>P8074</td><td>BioXtra、粘性液体</td></tr><tr><td>超遠心分離機</td><td>Hermle</td><td>Z 326 K</td><td></td></tr><tr><td>超純水システム</td><td>Adrona</td><td>INTEGRITY+</td><td></td></tr><tr><td>ultrasound ホモジナイザー</td><td>Bandelin Sonopuls</td><td>HD 2070</td><td></td></tr><tr><td>UV/Vis 分光光度計</td><td>Hach-Lange</td><td>DR 5000</td><td></td></tr></tbody></table>

新規アルカリリグニンマイクロ/サブミクロン粒子のグリーン合成、特性評価、カプセル化、および放出電位の測定

Green Synthesis, Characterization, Encapsulation, and Measurement of the Release Potential of Novel Alkali Lignin Micro-/Submicron Particles

ヒト、獣医学、製薬、および食品技術におけるバイオポリマーマイクロ/ナノテクノロジーの適用可能性は、効果的なキャリアシステムとしてのバイオポリマーベースの粒子の大きな可能性により急速に成長しています。革新的なマイクロ/サブミクロン製剤の設計のための基本的なヘテロポリマーバイオマトリックスとしてリグニンを使用することで、生体適合性の向上を達成でき、さまざまな活性官能基を提供し、さまざまな用途向けに製剤の物理化学的特性と生物活性をカスタマイズする機会を提供します。本研究の目的は、マイクロミクロンおよびサブミクロンサイズのリグニン粒子を合成するためのシンプルで環境に優しい方法論を開発することでした。それらの物理化学的、スペクトル的、および構造的特性を評価すること。また、生物学的に活性な分子をカプセル化する能力と、シミュレートされた胃腸培地でのバイオフラボノイドの in vitro 放出の可能性を調べること。提示された方法論は、安価で環境に優しい溶媒を適用します。簡単な、わかりやすい、迅速で感度の高いプロセスで、わずかな機器、無毒の物質、およびそれらの特性評価、難水溶性の生理活性化合物であるモリンとケルセチンに対するカプセル化能力の決定、リグニンマトリックスの in vitro 放出の可能性など、簡単な方法が必要です。

抗溶媒沈殿技術を実行して、アルカリリグニンマイクロ/サブミクロン粒子を生成しました。希釈無機酸 - 硝酸/有機酸 - クエン酸の水溶液を、環境に優しい界面活性剤/エタノールで濃縮したアルカリリグニン水溶液に分散させ、その結果、生体高分子溶質が徐々に沈殿し、超音波処理後、コンパクトなマイクロ/サブミクロン粒子の懸濁液が最終的に生成された(図1)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66216/66216fig01.jpg"> 図1:リグニン粒子の均質化(A)合成されたリグニンサブミクロン粒子の超音波均質化。(B)均質化されたモリン担持および非負荷のリグニン微粒子。<a href="https:...

生体適合性のあるリグニンマイクロおよびサブミクロン粒子の合成と特性評価の新しい簡単な方法について説明します。これらの製剤は、ヘテロポリマーを利用するための容易なアプローチを提供するだけでなく、生物医学、製薬技術、および食品産業への適用性が期待できる多機能キャリアマトリックスの合理的な設計の代替手段を提供します。

The applicability of biopolymer micro-/nano- technology in human, veterinary medicine, pharmaceutical, and food technology is rapidly growing due to the ...

この研究の目的は、小さなリグニン粒子を生成するための簡単で環境に優しいプロセスを作成することでした。この研究は、それらの物理的、化学的、構造的特性を分析し、刺激された胃腸環境でバイオフラボノイドをカプセル化して放出する能力を調査することを目的としていました。私たちの方法は、安価でグリーンな溶媒を使用してリグニンベースの粒子を合成します。このプロセスは簡単で迅速で、最小限の機器と無毒の物質しか必要としません。また、難水溶性生理活性化合物の特性評価、カプセル化、容量測定、およびin vitro放出の可能性のための簡単な方法も備えています。革新的な生体高分子微粒子は、胃刺激のリスクが低いため、経口投与に適しています。サブミクロン粒子は、サイズが小さく、放出電位が大きいため、注射可能な製剤として適用できます。

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Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

植物バイオマスは、バイオ燃料の生産に使用できる主要なカーボンニュートラルな再生可能な資源です。植物バイオマスは、主に細胞壁、リグノセルロースと呼ばれる構造的に複雑な複合材料で構成されています。ここでは、コンテンツとポリフェノールリグニンの組成の包括的な分析のためのプロトコルについて説明します。...

植物細胞壁の包括的な組成分析（リグノセルロース系バイオマス）パートI：リグニン

共焦点ラマン顕微鏡法に基づく方法は、ラベルフリー植物細胞壁中のリグニンの可視化と異なる組織、試料や種の木質化の比較に支払うよう提示される。...

ラベルフリーその場で</em植物細胞壁の木化の>イメージング

二本鎖RNA干渉（dsRNAi）技術は、より低い植物リグニン含量にトウモロコシシンナモイル補酵素Aレダクターゼ（ZmCCR1）遺伝子をダウンレギュレートするために採用される。細胞壁からのリグニンのダウンレギュレーションは、顕微鏡分析によって可視化しクラソン法により定量される。ヘミセルロースおよび結晶セルロース中の組成変化を分析する。...

のリグニンダウンレギュレーション<em&gt;トウモロコシ</em&gt; dsRNAiとクラソンリグニン分析によって

産業廃棄物を収集し、微生物の増殖を分析するために改変することができます。リグノセルロース抽出技術は、特定の生分解能力を分析するための成分を提供します。ガスクロマトグラフィー質量分析法は、パルプ化廃棄物で増殖した微生物の発酵産物を同定します。これらの方法は、パルプ化廃棄物を分解する微生物の代謝能力を決定します。...

パルプ工場廃棄物流上での微生物増殖を促進する方法および培養微生物の生分解能の特性評価

ナノ粒子の放出は、凝縮粒子カウンター、光学粒子カウンター、および顕微鏡分析用のフィルターサンプルを収集するためのサンプリングポートを含むチャンバーシステムを使用してテストされます。提案されたチャンバーシステムは、再現性のある一貫したデータ範囲でナノ材料放出試験に効果的に使用できます。...

商工会議システムを用いたナノ材料を含む複合からのナノ粒子のリリースのテスト

ここでは、いくつかのバイオマスからリグニンのエタノール抽出を実行するプロトコルを提案します。リグニンの収量および β-O-4...

高 β-O-4 コンテンツによるリグニンの抽出軽度エタノール抽出と脱重合の収量に及ぼす影響

循環材料経済に向けた閉ループアプローチの例をここに説明します。生物ベースの半芳香族ポリエステルが重合、脱重合によって設計され、その後、その収率または最終的な特性のわずかな変化だけで再重合される、全体の持続可能なサイクルが提示されます。...

分子リサイクル向けに設計:リグニン由来の半芳香族バイオベースポリマー

深いユーテク系溶媒ベースのマイクロ波アシスト前処理は、リグノセルロース分画および高純度リグニン回収のための、緑色で迅速かつ効率的なプロセスです。...

特殊地中海リグノセルロース残基からの超高速リグニン抽出

ここでは、草本植物バイオマスにおけるリグニン含量の推定のための改変TGA法を提示する。この方法は、リグニンと特定のチオエーテル結合を形成することによってリグニン含有量を推定し、リグニン含有量推定のために比較的小さなサンプルを必要とするため、クラソン法よりも有利である。...

チオグリコール酸(TGA)を用いた植物バイオマスリグニン含量の推定

リグニンとタンニンの定量 31P NMR分析

学ぶアルカリリグニンマイクロ粒子とサブミクロン粒子のグリーン合成法。安価で環境に優しい溶媒を用い、バイオフラボノイドのカプセル化と消化管環境での放出電位を評価する。生体適合性を持つバイオポリマー粒子の医薬品技術への応用を探索する。

新規アルカリリグニンマイクロ/サブミクロン粒子のグリーン合成、特性評価、カプセル化、および放出電位の測定

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