Name: Ekstrakcja kapsułek roślinnych do zastosowań w mikrokapsułkowaniu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 54 s
Description: Poznaj uproszczoną metodę ekstrakcji kapsułek sporopoleninowych z zarodników Lycopodium clavatum do mikrokapsułkowania. Technika znacząco skraca czas procesu w porównaniu do konwencjonalnych metod.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez National Research Foundation (NRF-NRFF2011-01) i National Medical Research Council (NMRC/CBRG/0005/2012).

1. Ekstrakcja kapsułek egzyny sporopolininy (SEC) z zarodników L. clavatum
Uwaga: Proces ekstrakcji SEC obejmuje łatwopalny proszek (L. clavatum), gorące kwasy i łatwopalne rozpuszczalniki, dlatego niezbędne jest odpowiednie środki ochrony osobistej (gogle, maska na twarz, rękawice, fartuch laboratoryjny), zatwierdzona ocena ryzyka użytkowania i utylizacja chemikaliów przez upoważniony personel laboratoryjny.
<ol>
	<li>Odtłuszczanie zarodników
	<ol>
		<li>Przygotuj zestaw refluksu w dygestoriach, używając szklanego skraplacza, systemu cyrkulacji wody i łaźni wodnej (rysunek 1).</li>
		<li>Zważyć 100 g zarodników L. clavatum bez tworzenia pyłu i z dala od źródeł zapłonu. 
		Uwaga: Zarodniki użyte tutaj zostały uzyskane komercyjnie (patrz Lista materiałów).</li>
		<li>Powoli przenieść zarodniki do kolby okrągłodennej z politetrafluoroetylenu (PTFE) o pojemności 1 l za pomocą mieszadła magnetycznego.</li>
		<li>Dodać 500 ml acetonu do zarodników w kolbie PTFE i delikatnie wstrząsnąć kolbą, aby utworzyć jednorodną zawiesinę.</li>
		<li>Umieścić kolbę PTFE w łaźni wodnej o temperaturze 50 °C i podłączyć do chłodnicy zwrotnej.</li>
		<li>Cytować w acetonie przez 6 godzin, mieszając przy 200 obr./min, a następnie pozostawić do ostygnięcia w temperaturze pokojowej.</li>
		<li>Przefiltrować zawiesinę za pomocą bibuły filtracyjnej pod próżnią i zebrać odtłuszczone zarodniki na dużych (15 cm średnicy) szklanych szalkach Petriego.</li>
		<li>Wysuszyć zarodniki w temperaturze pokojowej (wyciąg), przykrywając folią aluminiową z otworami do odparowania rozpuszczalnika.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Kwasoliza
	<ol>
		<li>Przygotować 85% (v/v) kwas fosforowy z wodą dejonizowaną (DI) i przenieść odtłuszczone suche zarodniki do kolby z PTFE o pojemności 1 l.</li>
		<li>Dodać 500 ml kwasu fosforowego (85% v/v) do odtłuszczonych zarodników.</li>
		<li>Umieścić kolbę z PTFE w łaźni wodnej o temperaturze 70 °C i podłączyć do chłodnicy zwrotnej.</li>
		<li>Wykonać delikatny refluks (70 °C) w kwasie fosforowym przez 30 godzin, a następnie pozostawić do ostygnięcia w temperaturze pokojowej.</li>
		<li>Rozcieńczyć zawiesinę przy użyciu 500 ml ciepłej wody demineralizowanej i zebrać SEC przez filtrację próżniową przy użyciu bibuły filtracyjnej.</li>
		<li>Przenieść SEC do szklanej zlewki o pojemności 3 l, aby wykonać serię płukań.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Mycie SEC
	<ol>
		<li>Umieścić szklaną zlewkę o pojemności 3 l zawierającą SEC w dygestorium.</li>
		<li>Dodaj 800 ml gorącej (50 °C) wody DI do SEC, delikatnie mieszając przez 10 minut.</li>
		<li>Przefiltruj zawiesinę za pomocą bibuły filtracyjnej i zestawu do filtracji próżniowej.</li>
		<li>Zebrać SEC w czystej szklanej zlewce o pojemności 3 l.</li>
		<li>Powtórz kroki od 1.3.1. do 1.3.4. pięć razy.</li>
		<li>Dodać 600 ml gorącego (45 °C) acetonu do SEC, delikatnie mieszając przez 10 minut.</li>
		<li>Zebrać SEC przez filtrację w próżni i przenieść SEC do czystej zlewki szklanej o pojemności 3 l.</li>
		<li>Powtórzyć czynności 1.3.6 i 1.3.7 przy użyciu 600 ml gorącego (50 °C) 2 M kwasu solnego.</li>
		<li>Powtórzyć czynności 1.3.6 i 1.3.7, używając 600 ml gorącego (50 °C) 2 M wodorotlenku sodu.</li>
		<li>Powtórz kroki 1.3.1 i 1.3.4 osiem razy.</li>
		<li>Powtórzyć czynności 1.3.6 i 1.3.7 przy użyciu 600 ml gorącego (45 °C) acetonu.</li>
		<li>Powtórzyć czynności 1.3.6 i 1.3.7 przy użyciu 600 ml gorącego (45 °C) etanolu.</li>
		<li>Powtórzyć kroki 1.3.6 i 1.3.7, używając 800 ml gorącej (50 °C) wody demineralizowanej.</li>
		<li>Przenieś czyste SEC na sześć dużych szklanych szalek Petriego i susz w dygestoriach w temperaturze RT przez 24 godziny, aby usunąć całą zawartość wody.</li>
		<li>Suszyć SEC w piecu próżniowym w temperaturze 60 °C i próżni 1 mbar przez 10 godzin lub do uzyskania stałej masy.</li>
		<li>Zbierz wysuszone SEC i przenieś do butelki polipropylenowej.</li>
		<li>Przechowuj SEC w suchej szafce.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Charakterystyka SEC
<ol>
	<li>Wykonaj analizę skaningowego mikroskopu elektronowego41 przy użyciu zarodników i SEC wytwarzanych na różnych etapach.</li>
	<li>Przeprowadź analizę pierwiastkową41 przy użyciu zarodników i SEC wytwarzanych na różnych etapach. Suszyć wszystkie próbki w temperaturze 60 °C przez co najmniej 1 godzinę przed analizą pierwiastkową i obliczyć zawartość białka, stosując procentową zawartość azotu o współczynniku mnożenia 6,25. 11 Uzyskać wyniki, wykonując trzy pomiary dla każdej próbki.</li>
	<li>Przeprowadzanie analizy właściwości mikromerytycznych za pomocą dynamicznego analizatora cząstek obrazu. Rozdział 41 </li>
	<li>Skanuj nieprzetworzone, przetworzone i załadowane FITC-BSA SEC za pomocą konfokalnej laserowej mikroskopii skaningowej. Rozdział 41 </li>
</ol>
3. Enkapsulacja biomakromolekuł za pomocą techniki ładowania próżniowego
<ol>
	<li>Przygotować 1,2 ml roztworu albuminy surowicy bydlęcej (BSA) o stężeniu 125 mg/ml przy użyciu wody demineralizowanej i przenieść do probówki polipropylenowej o pojemności 50 ml.</li>
	<li>Odważyć 150 mg SEC i przenieść do roztworu BSA.</li>
	<li>Wiruj probówkę przez 10 minut, aby uzyskać jednorodny roztwór.</li>
	<li>Przykryj rurkę bibułą filtracyjną.</li>
	<li>Przenieść probówkę do kolby liofilizatora i suszyć przez 4 godziny w próżni o ciśnieniu 1 mbar.</li>
	<li>Wykonaj kroki od 3.1 do 3.5 dla trzech niezależnych partii.</li>
	<li>Zbierz SEC załadowane BSA i usuń aglomeraty za pomocą moździerza i tłuczka.</li>
	<li>Przenieś SEC załadowane BSA do probówki o pojemności 50 ml i dodaj 2 ml wody DI, aby usunąć pozostałości BSA.</li>
	<li>Zebrać SEC przez odwirowanie przy 4,704 x g przez 5 minut i odrzucić supernatant.</li>
	<li>Powtórz mycie wodą DI raz.</li>
	<li>Przykryj probówkę zawierającą SEC obciążoną BSA bibułą filtracyjną.</li>
	<li>Przenieś SEC do zamrażarki (-20 °C) i zamrażaj przez 1 godzinę.</li>
	<li>Suszyć SEC przez 24 godziny i przechowywać w zamrażarce do czasu dalszej charakterystyki.</li>
	<li>Przygotować SEC placebo bez BSA, stosując tę samą procedurę, co w krokach 3.1–3.13.</li>
	<li>Przygotuj SEC załadowane zgodnie z FITC-BSA, stosując tę samą procedurę, co w krokach od 3.1 do 3.13.</li>
</ol>
4. Określanie skuteczności enkapsulacji
<ol>
	<li>Zważyć 5 mg SEC obciążonych BSA w probówkach polipropylenowych o pojemności 2 ml.</li>
	<li>Dodać 1,4 ml soli fizjologicznej buforowanej fosforanami o pH 7,4 (PBS) i wirować przez 5 minut.</li>
	<li>Sonda sonikuje zawiesinę o amplitudzie 40% przez 3 cykle po 10 sekund.</li>
	<li>Przefiltrować roztwór za pomocą filtra polieterosulfonowego (PES) o wielkości 0,45 μm.</li>
	<li>Wykonać tę samą procedurę, co w krokach 4.1–4.4, stosując SEC placebo.</li>
	<li>Zmierzyć absorbancję przy długości fali 280 nm, stosując placebo jako ślepą próbę.</li>
	<li>Określić ilościowo ilość BSA kapsułkowanego za pomocą standardowej krzywej BSA (200 do 1 000 μg/ml) w PBS. 42 Rozdział 42</li>
</ol>

<ol><li>Paunov, V. N., Mackenzie, G., Stoyanov, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sporopollenin+micro-reactors+for+in-situ+preparation%2C+encapsulation+and+targeted+delivery+of+active+components%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Sporopollenin micro-reactors for in-situ preparation, encapsulation and targeted delivery of active components.</a> J. Mater. Chem. 17 (7), 609-612 (2007).</li>
<li>Barrier, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Physical+and+chemical+properties+of+sporopollenin+exine+particles.+Doctoral%22">Physical and chemical properties of sporopollenin exine particles. Doctoral dissertation thesis</a>. , University of Hull. (2008).</li>
<li>Dosage Form. US Patent. , US 7,608,270 B2 (2009).</li>
<li>Lorch, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+contrast+agent+delivery+using+spore+capsules%3A+controlled+release+in+blood+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Comm%22%5BJournal%5D)">MRI contrast agent delivery using spore capsules: controlled release in blood plasma.</a> Chem. Comm. (42), 6442-6444 (2009).</li>
<li>Wakil, A., Mackenzie, G., Diego-Taboada, A., Bell, J. G., Atkin, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+bioavailability+of+eicosapentaenoic+acid+from+fish+oil+after+encapsulation+within+plant+spore+exines+as+microcapsules%5BTitle%5D)+AND+%22Lipids%22%5BJournal%5D)">Enhanced bioavailability of eicosapentaenoic acid from fish oil after encapsulation within plant spore exines as microcapsules.</a> Lipids. 45 (7), 645-649 (2010).</li>
<li>Barrier, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sporopollenin+exines%3A+A+novel+natural+taste+masking+material%5BTitle%5D)+AND+%22LWT-Food+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Sporopollenin exines: A novel natural taste masking material.</a> LWT-Food Sci. Technol. 43 (1), 73-76 (2010).</li>
<li>Barrier, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viability+of+plant+spore+exine+capsules+for+microencapsulation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Viability of plant spore exine capsules for microencapsulation.</a> J. Mater. Chem. 21 (4), 975-981 (2011).</li>
<li>Hamad, S. A., Dyab, A. F., Stoyanov, S. D., Paunov, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+of+living+cells+into+sporopollenin+microcapsules%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Encapsulation of living cells into sporopollenin microcapsules.</a> J. Mater. Chem. 21 (44), 18018-18023 (2011).</li>
<li>Diego-Taboada, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequestration+of+edible+oil+from+emulsions+using+new+single+and+double+layered+microcapsules+from+plant+spores%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Sequestration of edible oil from emulsions using new single and double layered microcapsules from plant spores.</a> J. Mater. Chem. 22 (19), 9767-9773 (2012).</li>
<li>Diego-Taboada, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+free+microcapsules+obtained+from+plant+spores+as+a+model+for+drug+delivery%3A+Ibuprofen+encapsulation%2C+release+and+taste%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Protein free microcapsules obtained from plant spores as a model for drug delivery: Ibuprofen encapsulation, release and taste.</a> Mater. Chem. B. 1 (5), 707-713 (2013).</li>
<li>Atwe, S. U., Ma, Y., Gill, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pollen+grains+for+oral+vaccination%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Control.+Release%22%5BJournal%5D)">Pollen grains for oral vaccination.</a> J. Control. Release. 194, 45-52 (2014).</li>
<li>Mackenzie, G., Beckett, S., Atkin, S., Diego-Taboada, A., et al. Ch 24. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMackenzie%2C+G+%22Microencapsulation+in+the+Food+Industry%3A+A+Practical+Implementation+Guide%22">Microencapsulation in the Food Industry: A Practical Implementation Guide</a>. Gaonkar, A. G., et al. , Elsevier. 283-297 (2014).</li>
<li>Diego-Taboada, A., Beckett, S. T., Atkin, S. L., Mackenzie, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hollow+Pollen+Shells+to+Enhance+Drug+Delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Hollow Pollen Shells to Enhance Drug Delivery.</a> Pharmaceutics. 6 (1), 80-96 (2014).</li>
<li>Ma, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+a+novel+rape+pollen+shell+microencapsulation+and+its+use+for+protein+adsorption+and+pH-controlled+release%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Microencapsul%22%5BJournal%5D)">Preparation of a novel rape pollen shell microencapsulation and its use for protein adsorption and pH-controlled release.</a> J. Microencapsul. 31 (7), 667-673 (2014).</li>
<li>Archibald, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+does+iron+interact+with+sporopollenin+exine+capsules%3F+An+X-ray+absorption+study+including+microfocus+XANES+and+XRF+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">How does iron interact with sporopollenin exine capsules? An X-ray absorption study including microfocus XANES and XRF imaging.</a> J. Mater. Chem. B. 2 (8), 945-959 (2014).</li>
<li>Southworth, D., et al. Ch 10. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSouthworth%2C+D+%22Microspores+Evolution+and+Ontogeny%3A+Evolution+and+Ontogeny%22">Microspores Evolution and Ontogeny: Evolution and Ontogeny</a>. Blackmore, S., et al. , Academic Press. 193-212 (2013).</li>
<li>Stanley, R. G., Linskens, H. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aStanley%2C+RG+%22Pollen%3A+Biology%2C+Biochemistry%2C+Management%22">Pollen: Biology, Biochemistry, Management</a>. , Springer-Verlag. Berlin, Germany. 307(1974).</li>
<li>Ariizumi, T., Toriyama, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+regulation+of+sporopollenin+synthesis+and+pollen+exine+development%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Genetic regulation of sporopollenin synthesis and pollen exine development.</a> Annu. Rev. Plant Biol. 62, 437-460 (2011).</li>
<li>Mundargi, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+Sunflower+Pollen+as+a+Drug+Delivery+Vehicle%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Natural Sunflower Pollen as a Drug Delivery Vehicle.</a> Small. 12 (9), 1167-1173 (2015).</li>
<li>Mundargi, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lycopodium+Spores%3A+A+Naturally+Manufactured%2C+Superrobust+Biomaterial+for+Drug+Delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Lycopodium Spores: A Naturally Manufactured, Superrobust Biomaterial for Drug Delivery.</a> Adv. Funct. Mater. 26 (4), 487-497 (2015).</li>
<li>Topical Formulations Containing Sporopollenin. US Patent. , WO2007012857A1 (2007).</li>
<li>Zetzsche, F., Huggler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Untersuchungen+%C3%BCber+die+Membran+der+Sporen+und+Pollen+I.+1.+Lycopodium+clavatum+L%5BTitle%5D)+AND+%22+Liebigs+Ann.+Chem%22%5BJournal%5D)">Untersuchungen über die Membran der Sporen und Pollen I. 1. Lycopodium clavatum L.</a> Liebigs Ann. Chem. 461 (1), 89-109 (1928).</li>
<li>Zetschke, F., Kaelin, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Untersuchungen+%C3%BCber+die+membran+der+sporen+und+pollen+v.+4.+Zur+autoxydation+der+sporopollenine%5BTitle%5D)+AND+%22Helv.+Chim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Untersuchungen über die membran der sporen und pollen v. 4. Zur autoxydation der sporopollenine.</a> Helv. Chim. Acta. 14 (1), 517-519 (1931).</li>
<li>Zetzsche, F., Vicari, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Untersuchungen+%C3%BCber+die+Membran+der+Sporen+und+Pollen+III.+2.+Picea+orientalis+Pinus+silvestris+L.%2C+Corylus+Avellana+L%5BTitle%5D)+AND+%22Helv.+Chim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Untersuchungen über die Membran der Sporen und Pollen III. 2. Picea orientalis Pinus silvestris L., Corylus Avellana L.</a> Helv. Chim. Acta. 14 (1), 62-67 (1931).</li>
<li>Zetzsche, F., Kalt, P., Liechti, J., Ziegler, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zur+Konstitution+des+Lycopodium-Sporonins%2C+des+Tasmanins+und+des+Lange-Sporonins.+XI.+Mitteilung+%C3%BCber+die+Membran+der+Sporen+und+Pollen%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+f%C3%BCr+Praktische+Chemie%22%5BJournal%5D)">Zur Konstitution des Lycopodium-Sporonins, des Tasmanins und des Lange-Sporonins. XI. Mitteilung über die Membran der Sporen und Pollen.</a> Journal für Praktische Chemie. 148 (9-10), 267-286 (1937).</li>
<li>Shaw, G., Yeadon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+studies+on+the+constitution+of+some+pollen+and+spore+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Grana%22%5BJournal%5D)">Chemical studies on the constitution of some pollen and spore membranes.</a> Grana. 5 (2), 247-252 (1964).</li>
<li>Shaw, G., Yeadon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+studies+on+the+constitution+of+some+pollen+and+spore+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Soc.+C+Org%22%5BJournal%5D)">Chemical studies on the constitution of some pollen and spore membranes.</a> J. Chem. Soc. C Org. , 16-22 (1966).</li>
<li>Domìnguez, E., Mercado, J. A., Quesada, M. A., Heredia, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pollen+sporopollenin%3A+degradation+and+structural+elucidation%5BTitle%5D)+AND+%22Sex.+Plant+Reprod%22%5BJournal%5D)">Pollen sporopollenin: degradation and structural elucidation.</a> Sex. Plant Reprod. 12 (3), 171-178 (1999).</li>
<li>Mundargi, R. C., Tan, E. L., Seo, J., Cho, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+and+controlled+release+formulations+of+5-fluorouracil+from+natural+Lycopodium+clavatum+spores%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Ind.+Eng.+Chem%22%5BJournal%5D)">Encapsulation and controlled release formulations of 5-fluorouracil from natural Lycopodium clavatum spores.</a> J. Ind. Eng. Chem. 36, 102-108 (2016).</li>
<li>Orhan, I., Küpeli, E., Şener, B., Yesilada, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Appraisal+of+anti-inflammatory+potential+of+the+clubmoss%2C+Lycopodium+clavatum+L%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Ethnopharmacol%22%5BJournal%5D)">Appraisal of anti-inflammatory potential of the clubmoss, Lycopodium clavatum L.</a> J. Ethnopharmacol. 109 (1), 146-150 (2007).</li>
<li>Baytop, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBaytop%2C+T+%22Therapy+with+medicinal+plants+in+Turkey%22">Therapy with medicinal plants in Turkey</a>. , 2nd, Nobel Tip Kitabevleri Ltd. Istanbul. 334-335 (1999).</li>
<li>Pathak, S., Banerjee, A., Paul, S., Khuda-Bukhsh, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protective+potentials+of+a+plant+extract+%28Lycopodium+clavatum%29+on+mice+chronically+fed+hepato-carcinogens%5BTitle%5D)+AND+%22Indian+J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Protective potentials of a plant extract (Lycopodium clavatum) on mice chronically fed hepato-carcinogens.</a> Indian J. Exp. Biol. 47 (7), 602-607 (2009).</li>
<li>Ma, X., Gang, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+lycopodium+alkaloids%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Prod.+Rep%22%5BJournal%5D)">The lycopodium alkaloids.</a> Nat. Prod. Rep. 21 (6), 752-772 (2004).</li>
<li>Bishayee, K., Chakraborty, D., Ghosh, S., Boujedaini, N., Khuda-Bukhsh, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lycopodine+triggers+apoptosis+by+modulating+5-lipoxygenase%2C+and+depolarizing+mitochondrial+membrane+potential+in+androgen+sensitive+and+refractory+prostate+cancer+cells+without+modulating+p53+activity%3A+signaling+cascade+and+drug-DNA+interaction%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Lycopodine triggers apoptosis by modulating 5-lipoxygenase, and depolarizing mitochondrial membrane potential in androgen sensitive and refractory prostate cancer cells without modulating p53 activity: signaling cascade and drug-DNA interaction.</a> Eur. J. Pharmacol. 698 (1), 110-121 (2013).</li>
<li>Durdun, C., Papuc, C., Crivineanu, M., Nicorescu, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antioxidant+potential+of+Lycopodium+clavatum+and+Cnicus+benedictus+hydroethanolic+extracts+on+stressed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Works-University+of+Agronomical+Sciences+and+Veterinary+Medicine%2C+Bucharest+Series+C%2C+Veterinary+Medicine%22%5BJournal%5D)">Antioxidant potential of Lycopodium clavatum and Cnicus benedictus hydroethanolic extracts on stressed mice.</a> Scientific Works-University of Agronomical Sciences and Veterinary Medicine, Bucharest Series C, Veterinary Medicine. 57 (3), 61-68 (2011).</li>
<li>Banerjee, J., Biswas, S., Madhu, N. R., Karmakar, S. R., Biswas, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+better+understanding+of+pharmacological+activities+and+uses+of+phytochemicals+of+Lycopodium+clavatum%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharmacogn.+Phytochem%22%5BJournal%5D)">A better understanding of pharmacological activities and uses of phytochemicals of Lycopodium clavatum: A review.</a> J. Pharmacogn. Phytochem. 3 (1), 207-210 (2014).</li>
<li>Mundargi, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+of+sporopollenin+exine+capsules+from+sunflower+pollen+grains%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Extraction of sporopollenin exine capsules from sunflower pollen grains.</a> RSC Adv. 6 (20), 16533-16539 (2016).</li>
<li>Modeling Polyethylene Fractionation Using the Statistical Associating Fluid Theory. Mathias, P. M., Chen, C. C., Walters, M. Proceedings of 3rd Joint China/USA Chemical Engineering Conference, Beijing, China, , (2000).</li>
<li>El-Bayaa, A., Badawy, N., Gamal, A., Zidan, I., Mowafy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+of+wet+process+phosphoric+acid+by+decreasing+iron+and+uranium+using+white+silica+sand%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Hazar.+Mater%22%5BJournal%5D)">Purification of wet process phosphoric acid by decreasing iron and uranium using white silica sand.</a> J. Hazar. Mater. 190 (1), 324-329 (2011).</li>
<li>Carr, J., Zhang, L., Davis, M., Ravishankar, S., Flieg, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scale+Controlling+Chemical+Additives+for+Phosphoric+Acid+Production+Plants%5BTitle%5D)+AND+%22Procedia+Engineering%22%5BJournal%5D)">Scale Controlling Chemical Additives for Phosphoric Acid Production Plants.</a> Procedia Engineering. 83, 233-242 (2014).</li>
<li>Mundargi, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eco-friendly+streamlined+process+for+sporopollenin+exine+capsule+extraction%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Eco-friendly streamlined process for sporopollenin exine capsule extraction.</a> Sci. Rep. 6, 1-14 (2016).</li>
<li>Smith, B. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSmith%2C+BC+%22Fundamentals+of+Fourier+transform+infrared+spectroscopy%22">Fundamentals of Fourier transform infrared spectroscopy</a>. , CRC press. 182(2011).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W niniejszej pracy przedstawiono systematyczną analizę ekstrakcji SEC z zarodników L. clavatum , a niniejszy raport pokazuje, że możliwe jest wyprodukowanie kapsułek wyższej jakości przy jednoczesnym osiągnięciu znacznego uproszczenia istniejącego wcześniej powszechnie stosowanego protokołu. 11 W przeciwieństwie do istniejącego protokołu wymagającego wysokiej temperatury procesu (180 °C) i długiego czasu trwania procesu (7 dni),11 obecna optymalizacja procesu ekstrakcji SEC koncentrowała si...

Istnieje duże zainteresowanie naturalnymi kapsułkami roślinnymi otrzymywanymi z zarodników roślin i pyłków do stosowania w mikrokapsułkach. 1-15 W naturze zarodniki i pyłki zapewniają ochronę wrażliwego materiału genetycznego przed trudnymi warunkami środowiskowymi. Podstawowa struktura zarodników roślinnych i pyłku zazwyczaj składa się z zewnętrznej warstwy otoczki (egzyny), wewnętrznej warstwy otoczki (innej) i wewnętrznego materiału cytoplazmatycznego. Egzyna składa się z chemicznie wytrzymałego biopolimeru1,9,10,13,16 określanego jako sporopolenina, a insyna składa się głównie z materiałów celulozowych. 16-18 Puste kapsułki można wyizolować za pomocą różnych procesów7,9 w celu usunięcia materiału cytoplazmatycznego, białek i warstwy wewnętrznej. 2,12,16 Te kapsułki egzyny sporopoleniny (SEC) stanowią atrakcyjną alternatywę dla syntetycznych kapsułków ze względu na ich wąski rozkład wielkości i jednolitą morfologię. 7,9,13,19,20 Rozwój ustandaryzowanych procesów pozyskiwania SEC z różnych gatunków roślin, takich jak Lycopodium clavatum, otwiera potencjał dla szerokiego zakresu zastosowań mikrokapsułkowania w dziedzinie dostarczania leków, żywności i kosmetyków. 6,10-13,21
Aby uzyskać SEC, badacze najpierw potraktowali zarodniki i pyłek rozpuszczalnikami organicznymi, a następnie poddali je refluksowi w roztworach alkalicznych, aby usunąć zawartość cytoplazmatyczną. 22-25 Stwierdzono jednak, że pozostała struktura kapsułki nadal zawiera celulozową warstwę wewnętrzną. Aby temu zapobiec, naukowcy zbadali możliwość zastosowania przedłużonego procesu hydrolizy kwasowej przy użyciu kwasu solnego, gorącego kwasu siarkowego lub gorącego kwasu fosforowego przez kilka dni, przy czym kwas fosforowy stał się preferowaną metodą usuwania insyny SEC. 2 Trwające od lat badania wykazały jednak, że różne zarodniki i pyłki mają różny stopień odporności na powszechnie stosowane surowe metody przetwarzania. 26,27 Niektóre zarodniki i pyłki ulegają całkowitej degradacji i tracą całą integralność strukturalną w silnych roztworach alkalicznych lub ulegają silnemu uszkodzeniu w silnie kwaśnych roztworach. 16 Zmienność odpowiedzi SEC na warunki leczenia wynika z subtelnych różnic w strukturze chemicznej i morfologii egzyny materiału egzyny sporopoleniny między gatunkami. 28 Ze względu na zmienność odporności kapsułek egzyny sporopoleniny (SEC) konieczne jest zoptymalizowanie warunków przetwarzania dla każdego gatunku zarodników i pyłku.
Zarodniki roślin z gatunku L. clavatum stały się najczęściej badanym pojedynczym źródłem SEC. Sugeruje się, że wynika to przede wszystkim z jego powszechnej dostępności, niskich kosztów, monodyspersyjności i odporności chemicznej. 9,29 Zarodniki mogą być łatwo zbierane i zawierają zawartość sporoplazmatyczną w postaci grup organelli komórkowych i biomolekuł o wielkości 1 - 2 μm. 11 Zarodniki L. clavatum były używane jako naturalny smar w proszku30,31, baza do kosmetyków,30 oraz w ziołolecznictwie32-36 do szerokiego zakresu zastosowań terapeutycznych. Wykazano, że SEC uzyskane z L. clavatum są bardziej odporne na przetwarzanie niż SEC z innych gatunków zarodników i pyłku. 2 Wykazano, że po przetworzeniu powstałe SEC zachowują swoje skomplikowane struktury mikrogrzbietowe i wysoką jednorodność morfologiczną, zapewniając jednocześnie dużą wewnętrzną wnękę do enkapsulacji. 7 Badania wskazują, że SEC L. clavatum mogą być stosowane do kapsułkowania leków,10,13 szczepionek,11 białek,7,14 komórek,8 olejów,5-7,9 i suplementów diety. 5,15 Obserwowana wydajność ładowania SEC jest stosunkowo wysoka w porównaniu z konwencjonalnymi materiałami do hermetyzacji. 7 Istnieje również szereg doniesień o korzyściach płynących z kapsułkowania SEC, takich jak zdolność do maskowania smaków,6,10 i zapewnienie pewnego stopnia naturalnej ochrony przed utlenianiem. 12 W istniejących badaniach najczęściej stosowana metoda ekstrakcji SEC L. clavatum opiera się na czterech głównych etapach. Pierwszym krokiem jest refluks rozpuszczalnika w acetonie przez okres do 12 godzin w temperaturze 50 °C w celu usunięcia zarodników. 11 Krok drugi to refluks zasadowy w 6% wodorotlenku potasu przez okres do 12 godzin w temperaturze 120 °C w celu usunięcia materiałów cytoplazmatycznych i białkowych. 11 Krok trzeci to refluks kwasowy w 85% kwasie fosforowym przez okres do 7 dni w temperaturze 180 °C w celu usunięcia materiału celulozowego. Krok czwarty to kompleksowy proces mycia z użyciem wody, rozpuszczalników, kwasów i zasad w celu usunięcia wszystkich pozostałych materiałów nieegzynowych i pozostałości chemicznych.
Głównym celem ekstrakcji SEC w odniesieniu do zastosowań enkapsulacyjnych jest produkcja kapsułek, które są pozbawione materiału cytoplazmatycznego, wolne od potencjalnie alergizujących białek i morfologicznie nienaruszone. 2,37 Z punktu widzenia produkcji przemysłowej ważne jest jednak również uwzględnienie dodatkowych czynników ekonomicznych i środowiskowych, takich jak efektywność energetyczna, czas trwania produkcji, bezpieczeństwo i wynikające z tego odpady. Jeśli chodzi o efektywność energetyczną, zarówno wysokie temperatury, jak i długi czas przetwarzania wpływają na koszty produkcji, a także na ślad środowiskowy. Czas produkcji i czas realizacji są kluczowymi czynnikami wpływającymi na rentowność przetwarzania. Szczególnie niepokojące jest to, że przetwarzanie kwasu fosforowego w wysokiej temperaturze zwiększa problemy z bezpieczeństwem i prowadzi do osadzania się kamienia korozyjnego, co prowadzi do znacznego wydłużenia czasu konserwacji infrastruktury i opóźnień w czasie realizacji partii. 38–40 Tam, gdzie to możliwe, zminimalizowanie liczby wymaganych kroków może prowadzić do znacznego zmniejszenia ilości wytwarzanych odpadów. Jednak powszechnie stosowany czteroetapowy proces ekstrakcji SEC L. clavatum po prostu wyewoluował z dziesięcioleci badań i miał niewielką rzeczywistą optymalizację procesu. Ostatnio Mundargi i wsp.41 wnieśli znaczący wkład w trwające prace w tej dziedzinie, systematycznie oceniając i optymalizując jedną z najczęściej zgłaszanych technik ekstrakcji SEC. 
W pierwszej części tego badania: defetowanie zarodników demonstrowane jest przy użyciu przetwarzania acetonu w temperaturze 50 °C przez 6 godzin; procedury usuwania sporoplazmy i intine są demonstrowane przy użyciu 85% przetwarzania kwasu fosforowego w temperaturze 70 °C przez 30 godzin; intensywne mycie wodą, rozpuszczalnikami, kwasem i zasadą jest używane do demonstracji usuwania resztkowej zawartości sporoplazmatycznej; a suszenie SEC demonstrowane jest za pomocą suszenia konwekcyjnego i suszenia w piecu próżniowym. W trzeciej sekcji demonstruje się ładowanie próżniowe SEC przy użyciu próżniowego ładowania białka modelowego, albuminy surowicy bydlęcej (BSA), a następnie mycia i liofilizacji SEC obciążonego BSA. W czwartej sekcji zademonstrowano określenie skuteczności enkapsulacji BSA za pomocą wirowania, sonizacji sondy i spektrometrii UV/Vis.

<table><tbody><tr><td>Lycopodium clavatum zarodniki (typ s)</td><td>Sigma</td><td>19108-500G-F</td><td></td></tr><tr><td>Albumina surowicy bydlęcej</td><td>Sigma</td><td>A2153-50G</td><td></td></tr><tr><td>BSA sprzężona z FITC</td><td>Sigma</td><td>A9771-250MG</td><td></td></tr><tr><td>Kwas fosforowy (85% w/v)</td><td>Sigma</td><td>438081-2.5L</td><td></td></tr><tr><td>Kwas solny</td><td>Sigma</td><td>V800202&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Wodorotlenek sodu</td><td>Sigma</td><td>S5881-1KG&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Sigma</td><td>V800022</td><td></td></tr><tr><td>Etanol</td><td>AcME&nbsp;</td><td></td><td></td>C000356</tr><tr><td>Woda dejonizowana</td><td>Woda oczyszczona Millipore&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Jakościowa bibuła filtracyjna (klasa nr 1, celuloza bawełniana)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mikrosfery polistyrenowe (50 &plusmn; 1 &mikro; m)&nbsp;</td><td>Thermoscientific (CA, Stany Zjednoczone)</td><td>4250A</td><td></td></tr><tr><td>Vectashield&nbsp;</td><td>Vector labs (CA, USA)</td><td>H-1000</td><td></td></tr><tr><td>Szkiełka samoprzylepne, D 263 M Szkło Schott, nr 1.5H (170 &mu; m, 25 mm x 75 mm) szkiełko niesterylne</td><td>Ibidi GmbH (Monachium, Niemcy)</td><td>10812</td><td></td></tr><tr><td>Lycopodium komercyjne SEC (typ L)</td><td>Polysciences, Inc. (PA, USA)</td><td>16867-1</td><td></td></tr><tr><td>Płyty grzewcze</td><td>IKA, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy</td><td>Jeol, Japonia</td><td>&nbsp; Analizator elementarny JFC-1600</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Elementar, Niemcy</td><td>VarioEL III</td><td></td></tr><tr><td>FlowCam: System stacjonarny</td><td>Technologie obrazowania płynów, USA</td><td>FlowCamVS</td> Konfokalny laserowy <td></td></tr><tr><td>mikroskop skaningowy</td><td>Carl Zeiss, Niemcy</td><td>LSM710</td><td></td></tr><tr><td>Liofilizator</td><td>Labconco, USA&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spektrometr UV</td><td>Boeco, Niemcy</td><td>S220</td><td></td></tr></tbody></table>

ekstrakcja kapsułek roślinnych do zastosowań w mikrokapsułkowaniu

Extraction of Plant-based Capsules for Microencapsulation Applications

Mikrokapsułki pochodzące z roślinnych zarodników lub pyłku stanowią solidną platformę dla różnorodnych zastosowań mikrokapsułkowania. Kapsułki egzyny sporopolleniny (SEC) uzyskuje się, gdy zarodniki lub pyłek są przetwarzane w celu usunięcia wewnętrznej zawartości sporoplazmatycznej. Powstałe w ten sposób puste w środku mikrokapsułki wykazują wysoki stopień jednorodności mikromerytorycznej i zachowują skomplikowane cechy mikrostrukturalne związane z poszczególnymi gatunkami roślin. W niniejszym artykule przedstawiamy uproszczony proces produkcji SEC z zarodników Lycopodium clavatum oraz ładowania związków hydrofilowych do tych SEC. Obecna procedura izolacji SEC została niedawno zoptymalizowana w celu znacznego zmniejszenia wymagań dotyczących przetwarzania, które są konwencjonalnie stosowane w izolacji SEC, oraz zapewnienia produkcji nienaruszonych mikrokapsułek. Naturalne zarodniki L. clavatum są odtłuszczane acetonem, traktowane kwasem fosforowym i dokładnie myte w celu usunięcia treści sporoplazmatycznej. Wykazano, że po odtłuszczeniu acetonem pojedynczy etap przetwarzania przy użyciu 85% kwasu fosforowego usuwa całą zawartość sporoplazmatyczną. Ograniczając czas przetwarzania kwasem do 30 godzin, możliwe jest wyizolowanie czystych SEC i uniknięcie szczelinowania SEC, które, jak wykazano, występuje przy wydłużonym czasie przetwarzania. Dokładne mycie wodą, rozcieńczonymi kwasami, rozcieńczonymi zasadami i rozpuszczalnikami zapewnia odpowiednie usunięcie całego materiału sporoplazmatycznego i pozostałości chemicznych. Technika ładowania próżniowego jest wykorzystywana do ładowania modelowego białka (albuminy surowicy bydlęcej) jako reprezentatywnego związku hydrofilowego. Ładowanie próżniowe zapewnia prostą technikę ładowania różnych związków bez potrzeby stosowania ostrych rozpuszczalników lub niepożądanych chemikaliów, które są często wymagane w innych protokołach mikrokapsułkowania. Opierając się na tych protokołach izolacji i ładowania, SEC zapewniają obiecujący materiał do wykorzystania w różnorodnym zakresie zastosowań mikrokapsułkowania, takich jak terapia, żywność, kosmetyki i produkty higieny osobistej.

Usprawniony proces ekstrakcji kapsułek egzynowych sporopoleniny
Ekstrakcję SEC z L. clavatum przeprowadzono w trzech głównych etapach: (1) odtłuszczanie przy użyciu acetonu; (2) acidoliza z wykorzystaniem kwasu fosforowego 85% (v/v); oraz (3) intensywne przemywanie SEC rozpuszczalnikami. Schemat usprawnionego procesu ekstrakcji SEC przedstawiono na Rysunku 1 A - I. W skrócie, proces obe...

Ten protokół/manuskrypt opisuje uproszczony proces produkcji kapsułek egzyny sporopolleniny (SEC) z zarodników Lycopodium clavatum oraz ładowania związków hydrofilowych do tych SEC.

Ekstrakcja kapsułek roślinnych do zastosowań w mikrokapsułkowaniu

Microcapsules derived from plant-based spores or pollen provide a robust platform for a diverse range of microencapsulation applications. Sporopollenin ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest opracowanie usprawnionego procesu ekstrakcji kapsułek egzysty sporopoleninowych (SEC) do zastosowań w mikroenkapsulacji. Metoda ta pozwala na szybkie uzyskanie czystych mikrokapsułek do zastosowań w przemyśle spożywczym i opiece zdrowotnej. Główną zaletą tej techniki jest możliwość znacznego skrócenia czasu procesu ekstrakcji SEC w celu otrzymania czystych i nienaruszonych kapsułek.Choć metoda ta może dostarczyć informacji na temat usprawnionego procesu ekstrakcji SEC oraz szczegółowej charakterystyki etapowej, może być również wykorzystana do przeprowadzenia podstawowych ocen mikrostrukturalnych i morfologicznych różnych biomateriałów pochodzenia roślinnego. Zazwyczaj osoby rozpoczynające pracę z tą metodą napotykają trudności ze względu na konwencjonalny, trwający od 8 do 10 dni proces ekstrakcji, który wymaga użycia silnie korozyjnych kwasów w podwyższonych temperaturach. Aby rozpocząć tę procedurę, należy przygotować układ do refluksu w dygestorium, wyposażony w chłodnicę szklaną, system cyrkulacji wody oraz łaźnię wodną.Ponieważ proces ekstrakcji SEC wiąże się z użyciem silnie żrących kwasów i rozpuszczalnika organicznego, należy go przeprowadzać przy użyciu odpowiednich środków ochrony osobistej, takich jak gogle, fartuch laboratoryjny, maseczka ochronna i rękawice zgodnie z ostrzeżeniami o zagrożeniach. Należy ostrożnie odważyć 100 g zarodników L clavatum, unikając pylenia i zachowując odległość od wszelkich źródeł zapłonu. Następnie zarodniki należy powoli przenieść do jednolitrowej kolby okrągłodennej z PTFE z magnesem do mieszania.Do zarodników należy dodać 500 ml acetonu i delikatnie potrząsnąć kolbą, aby utworzyć jednorodną zawiesinę. Następnie kolbę należy umieścić w łaźni wodnej ustawionej na 50 °C i połączyć z chłodnicą zwrotną. Zawiesinę należy ogrzewać w stanie wrzenia z refluksem przez sześć godzin, mieszając przy 200 RPM.Po ochłodzeniu zawiesiny w temperaturze pokojowej, przefiltruj ją za pomocą papieru filtracyjnego pod próżnią i zbierz odtłuszczone zarodniki do dużych szklanych szalek Petriego. Osusz zarodniki w temperaturze pokojowej, przykrywając szalki Petriego folią aluminiową z otworami umożliwiającymi odparowanie rozpuszczalnika. Po przeniesieniu wysuszonych, odtłuszczonych zarodników do jednolitrowej kolby PTFE, dodaj 500 ml 85% roztworu kwasu fosforowego.Kolbę umieść w łaźni wodnej ustawionej na 70 °C i podłącz ją do chłodnicy zwrotnej. Zawiesinę ogrzewaj w warunkach refluksu przez 30 godzin przy ciągłym mieszaniu. Po ochłodzeniu zawiesiny do temperatury pokojowej rozcieńcz ją 500 ml ciepłej wody dejonizowanej, a następnie odseparuj SECs poprzez filtrację próżniową przy użyciu papieru filtracyjnego.Następnie przenieś SEC do trzy litrowego zlewki szklanej, aby przeprowadzić serię płukań. W dygestorium dodaj do SEC 800 ml gorącej wody dejonizowanej i delikatnie mieszaj przez 10 minut. Następnie przefiltruj zawiesinę za pomocą papieru filtracyjnego pod próżnią.Przenieś SEC do czystego trzy litrowego zlewki szklanej. Po powtórzeniu poprzednich kroków pięć razy dodaj do SEC 600 mililitrów gorącego acetonu i delikatnie mieszaj przez 10 minut. Zbierz SEC poprzez filtrację próżniową i przenieś je do czystej trzy litrowej zlewki szklanej.Po powtórzeniu poprzednich kroków z zastosowaniem odpowiednich rozpuszczalników, przenieś czyste SEC do sześciu dużych szklanych szalek Petriego i susz w dygestorium w temperaturze pokojowej przez 24 h, aby usunąć całą wodę. Następnie susz SEC w piecu próżniowym w temperaturze 60 °C i pod próżnią wynoszącą 1 mbar przez 10 h lub do osiągnięcia stałej masy. Następnie przenieś wysuszone SEC do butelki z polipropylenu w celu przechowywania w szafce osuszającej.Przygotować 1,2 mililitra roztworu albuminy surowicy bydlęcej (BSA) w wodzie dejonizowanej i przenieść go do 50 mililitrowej probówki polipropylenowej. Do roztworu BSA dodać 150 miligramów SECs. Mieszaninę wortexować przez 10 minut, aż do uzyskania homogenicznego roztworu.Po przykryciu probówki papierem filtracyjnym należy przenieść ją do kolby liofilizatora i suszyć przez cztery godziny w próżni przy ciśnieniu jeden millibar. Po wysuszeniu SECs obciążonych BSA należy usunąć aglomeraty za pomocą moździerza i tłuczka. Następnie przenieść SECs obciążone BSA do probówki o pojemności 50 mililitrów i dodać dwa mililitry wody dejonizowanej w celu usunięcia pozostałości BSA.Zebrać SEC za pomocą wirowania przy 4 704 ×g przez pięć minut. Po zakończeniu odlać nadsącz. Powtórzyć płukanie wodą dejonizowaną.Następnie zakryj probówkę zawierającą SEC obciążone BSA papierem filtrowanym. Potem przenieś SEC do zamrażarki na jedną godzinę. Liofilizuj SEC przez 24 godziny.Przechowywać SEC w zamrażarce do czasu dalszej charakterystyki. Odważyć 5 mg SEC obciążonych BSA do dwumililitrowej probówki polipropylenowej. Dodać 1,4 ml PBS i mieszać w wstrząsarku wierzchołkowej (vortex) przez pięć minut.Następnie poddaj zawiesinę sonikacji za pomocą sondy przy amplitudzie 40% przez trzy cykle po dziesięć sekund. Po zakończeniu przefiltruj roztwór, używając filtra z polietersulfonu o wielkości oczek 0,45 micron. Po wykonaniu powyższych kroków z placebo SECs, zmierz absorbancję SECs obciążonych BSA przy 280 nanometers, wykorzystując placebo jako próbę ślepą.Na koniec należy określić ilość enkapsulowanego BSA, wykorzystując krzywą wzorcową BSA w PBS. Obrazy SEM wskazują na nienaruszone zarodniki o unikalnej mikrostrukturze, a przed procesowaniem w obrazie przekroju poprzecznego zaobserwowano organelle sporoplazmatyczne w skali mikronowej. Po odtłuszczeniu zarodników i obróbce alkalicznej nie zaobserwowano żadnych zmian morfologicznych ani strukturalnych.Obrazy SEM po acidolizie wykazują nienaruszone SECs pozbawione materiałów sporoplazmatycznych. Analiza CHN nie wykazuje istotnego usunięcia materiału białkowego w odtłuszczonych i traktowanych alkaliami SECs. Większość materiałów białkowych zostaje usunięta podczas acidolizy.Analiza DIPA wykazuje jednorodny rozkład wielkości SEC po acidolizie trwającej do 30 godzin. Integralność strukturalna SEC maleje przy przedłużonej acidolizie. Dane z SEM i DIPA wskazują, że po etapie odtłuszczania acidoliza doprowadziła do powstania nienaruszonych SEC o jednorodnym rozkładzie wielkości.Dane z CLSM wskazują, że niepoddane obróbce SEC wykazują autofluorescencję ze względu na składniki sporoplazmy znajdujące się wewnątrz wnęki zarodnika. Po przetworzeniu wyłącznie metodą acidolizy cała zawartość sporoplazmatyczna zostaje usunięta. Po enkapsulacji FITC-BSA wewnątrz SEC obserwuje się zieloną fluorescencję.Obrazy SEM przedstawiają nienaruszone mikrożebrowania po załadunku BSA. Po załadunku BSA do SEC nie zaobserwowano istotnych zmian w średnicy, kolistości oraz stosunku boków. Ilościowe oznaczenie BSA z enkapsulowanych SEC potwierdza powtarzalność procesu mikroenkapsulacji, przy załadunku 0,170 ± 0,01 g BSA na gram SEC.Po opanowaniu tej usprawnionej metody, proces ekstrakcji SEC może zostać przeprowadzony w ciągu 48 godzin, pod warunkiem właściwego wykonania. Podczas stosowania tej procedury w odniesieniu do różnych zarodników i pyłków roślinnych, ważne jest pamiętanie o etapowej ocenie analizy strukturalnej, morfologicznej i elementarnej w celu uzyskania nienaruszonych i czystych kapsułek. Po zastosowaniu tej procedury można przeprowadzić inne procesy ekstrakcji z wykorzystaniem enzymów alkalicznych, aby sprawdzić wykonalność zoptymalizowanego procesu dla różnorodnych kapsułek pochodzenia roślinnego.Po opracowaniu ta technika utorowała drogę badaczom w dziedzinie mikroenkapsulacji, dostarczania leków oraz inżynierii tkankowej do badania różnorodnych roślinnych SEC jako biomateriałów nowej generacji. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać gruntowną wiedzę na temat tego, jak ekstrahować i charakteryzować SEC z zarodników roślin i ziaren pyłku, a także jak przeprowadzać enkapsulację leków i biomakrocząsteczek w SEC.

extraction-of-plant-based-capsules-for-microencapsulation-applications

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Łącząc generowanie monodyspersyjnych kropli z inercyjnym porządkowaniem komórek i cząsteczek, opisujemy metodę enkapsulacji pożądanej liczby komórek lub cząsteczek w pojedynczej kropli z częstotliwością rzędu kHz. Wykazujemy wydajność dwukrotnie przekraczającą wydajność enkapsulacji nieuporządkowanej w przypadku kropli z jedną lub dwiema cząsteczkami.

Wysokoprzepustowa mikroenkapsulacja pojedynczych komórek i wielu komórek

Tutaj prezentujemy protokół enkapsulacji komórek katabolicznych, które zużywają lipidy do produkcji ciepła w tkance tłuszczowej w jamie brzusznej i zwiększają rozpraszanie energii u otyłych myszy.

Enkapsulacja termogenicznych preadipocytów do przeszczepu do magazynów tkanki tłuszczowej

Ustaliliśmy metodę kapsułkowania pluripotencjalnych komórek macierzystych (komórek PS) w kapsułkach hydrożelowych alginianowych za pomocą dyszy współosiowej.  Zapobiega to nadmiernej agregacji komórek i ogranicza naprężenia ścinające doświadczane przez komórki w hodowli zawiesinowej.  Technika ta ma zastosowanie do masowej produkcji komórek PS, a także do badań nad niszą komórek macierzystych.

Enkapsulacja alginianowa pluripotencjalnych komórek macierzystych za pomocą dyszy współosiowej

Ten film i rękopis opisują metodę opartą na emulsji do kapsułkowania komórek ssaków w kulkach alginianowych od 0,5% do 10%, które mogą być produkowane w dużych partiach za pomocą prostego mieszanego naczynia. Zamknięte w kapsułkach komórki mogą być hodowane in vitro lub przeszczepiane do zastosowań w terapii komórkowej.

Enkapsulacja komórek ssaków w kulkach alginianowych za pomocą prostego naczynia z mieszadłem

To badanie opisuje klasyczną hydratację przy użyciu metody cienkiego filmu lipidowego do przygotowania nanoliposomów, a następnie charakterystyki nanocząstek. Hydrofilowe i globularne białko o masie 47 kDa, taryna, jest z powodzeniem kapsułkowane jako strategia poprawiająca stabilność, unikająca szybkiego klirensu i promująca kontrolowane uwalnianie. Metoda może być dostosowana do enkapsulacji cząsteczek hydrofobowych.

Otrzymywanie i charakterystyka nanoliposomów do uwięzienia bioaktywnych hydrofilowych białek kulistych

Prezentowany tutaj jest protokół użycia alginianu jako polimeru w mikrokapsułkowaniu unieśmiertelnionych komórek w celu długoterminowego dostarczania leków biologicznych do oczu gryzoni.

Technologia komórek kapsułkowanych do dostarczania leków biologicznych do oka myszy

Protokół opisuje tworzenie wytrzymałych i biokompatybilnych mikrokapsułek z DNA jako multipleksowane biosensory in vitro zdolne do śledzenia kilku ligandów.

Przygotowanie wielofunkcyjnych mikrokapsułek na bazie jedwabiu wypełnionych plazmidami DNA kodującymi aptamery RNA i ryboprzełączniki

Ten artykuł opisuje enkapsulację ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych (hPSC) za pomocą urządzenia do ogniskowania przepływu współosiowego. Wykazaliśmy, że ta technologia enkapsulacji mikroprzepływowej umożliwia efektywne tworzenie sferoid hPSC.

Mikroprzepływowe wytwarzanie mikrokapsułek typu core-shell zawierających sferoidy ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych

Ten protokół szczegółowo opisuje syntezę nanokapsułek do późniejszego wykorzystania w żywicach fotopolimeryzowalnych do wolumetrycznego druku 3D z ułatwioną fuzją trypletową.

Synteza nanokapsułek Triplet Fusion Upconversion

Opisujemy nowatorskie, proste metodologie syntezy i charakterystyki biokompatybilnych mikro- i submikronowych cząsteczek ligniny. Preparaty te zapewniają łatwe podejście do wykorzystania heteropolimeru, a także alternatywę dla racjonalnego projektowania wielofunkcyjnych matryc nośnikowych z potencjalnymi zastosowaniami w biomedycynie, technologii farmaceutycznej i przemyśle spożywczym.

Zielona synteza, charakterystyka, enkapsulacja i pomiar potencjału uwalniania nowych mikro-/submikronowych cząstek alkaliów ligniny

Poznaj uproszczoną metodę ekstrakcji kapsułek sporopoleninowych z zarodników Lycopodium clavatum do mikrokapsułkowania. Technika znacząco skraca czas procesu w porównaniu do konwencjonalnych metod.

Ekstrakcja kapsułek roślinnych do zastosowań w mikrokapsułkowaniu

Przeglądaj więcej filmów