Name: extraction of plant-based capsules for microencapsulation applications
Uploaded: 2016-11-09T14:00:00
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This work was supported by the National Research Foundation (NRF-NRFF2011-01) and the National Medical Research Council (NMRC/CBRG/0005/2012).

1. Estrazione di sporopollenin exine capsule (SEC) da L. clavatum spore Nota: Il processo di estrazione SEC comporta una polvere infiammabile (L. clavatum), acidi corrosivi caldi, e solventi infiammabili, quindi un equipaggiamento di protezione individuale (occhiali, maschera viso, guanti, camice da laboratorio), la valutazione dei rischi approvato il loro utilizzo, e lo smaltimento dei prodotti chimici da personale di laboratorio autorizzato è essenziale. <ol><li> spore sgrassante</...

<ol>
	<li>Paunov, V. N., Mackenzie, G., Stoyanov, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sporopollenin+micro-reactors+for+in-situ+preparation,+encapsulation+and+targeted+delivery+of+active+components.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physical and chemical properties of sporopollenin exine particles. Doctoral dissertation thesis. , (2008).</li><li>Beckett, S. T., Atkin, S. 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In questo lavoro, un&#39;analisi sistematica di estrazione SEC da L. spore clavatum viene presentato e questo rapporto mostra che è possibile produrre capsule di qualità superiore ottenendo anche una semplificazione significativa del preesistente protocollo comunemente utilizzato. 11 Contrariamente al protocollo esistente che richiede una temperatura elevata processo (180 ° C) e durata lungo processo (7 giorni), 11 all&#39;ottimizzazione trasformazione di estrazione corrente SE...

C&#39;è un notevole interesse in capsule a base di piante naturali ottenuti da spore di piante e pollini per l&#39;uso in applicazioni di microincapsulazione. 1-15 In natura, spore e polline forniscono protezione per i materiali genetici sensibili nei confronti di condizioni ambientali difficili. La struttura di base di spore vegetali e polline tipicamente comprende uno strato esterno shell (esina), uno strato guscio interno (intine), e il materiale citoplasmatico interna. Il exine comprende un biopolimero chimicamente robusta 1,9,10,13,16 denominato sporopollenin e intine è composto principalmente da materiali cellulosici. 16-18 capsule vuote possono essere isolati da vari processi 7,9 per rimuovere il materiale citoplasmatico , proteine, e lo strato intine. 2,12,16 Queste capsule exine sporopollenin (sec) forniscono una valida alternativa per incapsulanti sintetici a causa della loro distribuzione concentrata dimensioni e morfologia uniforme. 7,9,13,19,20 ilsviluppo di processi standardizzati per ottenere secondi da varie specie vegetali, come Lycopodium clavatum, si apre la possibilità di una vasta gamma di applicazioni di microincapsulazione nei campi della somministrazione dei farmaci, alimenti e cosmetici. 6,10-13,21 Per ottenere SECs, ricercatori prima trattati spore e polline con solventi organici e ricadere in soluzioni alcaline per rimuovere contenuti citoplasmatici. 22-25 Tuttavia, la struttura della capsula rimanente è stato determinato per contenere ancora il livello intine cellulosico. Per eliminare questo, i ricercatori hanno esplorato l&#39;uso di prolungato trattamento idrolisi acida con acido cloridrico, acido solforico caldo, o acido fosforico caldo per diversi giorni, 22-25 con acido fosforico diventando il metodo preferito di rimozione intine SEC. 2 Tuttavia, continua ricerca nel corso degli anni ha dimostrato che i vari spore e pollini hanno diversi gradi di resistenza al me elaborazione durathods comunemente usato. 26,27 Alcune spore e pollini sono completamente degradati e perdono tutto integrità strutturale in soluzioni alcaline forti, o diventano pesantemente danneggiato in forti soluzioni acide. 16 La variabilità in risposta SEC a condizioni di trattamento è dovuta a lievi variazioni nella chimica struttura e la morfologia exine del materiale sporopollenin exine tra le specie. 28 a causa della variabilità nella robustezza dei sporopollenin capsule exine (sec), è necessario ottimizzare le condizioni di elaborazione per ogni specie di spore e polline. Spore pianta dal specie L. clavatum sono diventati la fonte singola più studiati della SEC. Si propone che questo è soprattutto a causa della sua ampia disponibilità, a basso costo, monodispersity, e la robustezza chimica 9,29 Le spore possono essere facilmente raccolto e contiene contenuti sporoplasmic sotto forma di raggruppamenti di 1 -. 2 micron organelli cellulari e Biomolecules. 11 L. spore clavatum sono stati utilizzati come lubrificante polvere naturale, 30,31 base per cosmetici, 30 e in erboristeria 32-36 per un&#39;ampia gamma di applicazioni terapeutiche. I SEC ottenuti da L. clavatum hanno dimostrato di essere più resistente al trattamento di secondi da altre specie di spore e polline. 2 Dopo l&#39;elaborazione, i SEC risultanti hanno dimostrato di mantenere le loro strutture microridge intricate e un&#39;elevata uniformità morfologica, fornendo una grande cavità interna per l&#39;incapsulamento. 7 Gli studi indicano che L. SEC clavatum possono essere utilizzati per l&#39;incapsulamento dei farmaci, vaccini, 10,13 11 proteine, 7,14 cellule, 8 oli, 5-7,9 e integratori alimentari. 5,15 osservati efficienza di carico SEC sono relativamente alti in confronto ai tradizionali incapsulamento materiali. 7 Non ci sono anche una serie di vantaggi segnalatiSEC incapsulamento come la capacità di mascherare gusti, 6,10 e per fornire un certo grado di protezione naturale contro l&#39;ossidazione. 12 Negli studi esistenti, il metodo di estrazione più comunemente usato SEC per L. clavatum si basa su quattro fasi principali. Passo è riflusso del solvente in acetone per 12 ore a 50 ° C per sgrassare le spore. 11 Fase due è riflusso alcalina in idrossido di potassio 6% fino a 12 ore a 120 ° C per rimuovere citoplasmatica e materiali proteici. 11 Fase tre è riflusso acido in acido fosforico 85% fino a 7 giorni a 180 ° C per rimuovere il materiale intine cellulosiche. 11 Fase quattro è un processo di lavaggio completo con acqua, solventi, acidi e basi per rimuovere materiale non exine restante e residui chimici. Gli obiettivi principali di estrazione SEC in relazione alle applicazioni di incapsulamento sono per la produzione di capsule che sono vuoti di materiale citoplasmatica, gratis from proteine potenzialmente allergeniche, e morfologicamente intatto. 2,37 Tuttavia, dal punto di vista della produzione industriale, è anche importante considerare fattori economici e ambientali, quali l&#39;efficienza energetica, durata della produzione, la sicurezza, ei residui risultanti. Per quanto riguarda l&#39;efficienza energetica, sia ad alte temperature e tempi di lavorazione lunghi incidono sui costi di produzione e impatto ambientale. la durata della produzione e tempi di risposta sono fattori chiave che influenzano l&#39;elaborazione redditività. Di particolare interesse è che il trattamento acido fosforico alta temperatura aumenta i problemi di sicurezza ed è noto per causare incrostazioni corrosivo che porta a un aumento significativo nella manutenzione delle infrastrutture e ritardi nei tempi di consegna dei lotti. 38-40 Ove possibile, riducendo al minimo il numero di passaggi necessari può portare per ridurre significativamente i rifiuti prodotti. Tuttavia, comunemente utilizzati quattro fasi di L. Estrazione clavatum SEC ha semplicemente evolved da decenni di ricerca e ha avuto poca ottimizzazione del processo vero e proprio. Recentemente, Mundargi et al., 41 ha fatto un significativo contributo ai lavori in corso in questo campo, valutando in modo sistematico e ottimizzando una delle tecniche di estrazione SEC più comunemente riportati. Nella prima sezione di questo studio: spore sgrassamento è dimostrata utilizzando trasformazione acetone a 50 ° C per 6 ore; procedure sporoplasm e rimozione intine siano dimostrate utilizzando 85% trattamento acido fosforico a 70 ° C per 30 h; vasta lavaggio con acqua, solventi, acidi, e la base viene usata per dimostrare la rimozione del contenuto sporoplasmic residui; e SEC asciugatura è dimostrato utilizzando la convezione di essiccazione e il vuoto forno di essiccazione. Nella terza sezione, SEC vuoto carico è dimostrata utilizzando loading vuoto di una proteina modello, albumina di siero bovino (BSA), seguita da BSA-caricata-SEC lavaggio e liofilizzazione. Nella quarta sezione, la determinzione del rendimento incapsulamento BSA è dimostrata utilizzando centrifugazione, sonda sonicazione, e UV / Vis spettrometria.

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	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Lycopodium clavatum spores (s-type)</td>
			<td style="width:235px;">Sigma</td>
			<td style="width:171px;">19108-500G-F</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Bovine serum albumin</td>
			<td style="width:235px;">Sigma</td>
			<td>A2153-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">FITC-conjugated BSA</td>
			<td style="width:235px;">Sigma</td>
			<td style="width:171px;">A9771-250MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Phosphoric acid (85 % w/v)</td>
			<td style="width:235px;">Sigma</td>
			<td style="width:171px;">438081-2.5L&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:235px;">Sigma</td>
			<td style="width:171px;">V800202&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Sodium hydroxide</td>
			<td style="width:235px;">Sigma</td>
			<td style="width:171px;">S5881-1KG&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Acetone</td>
			<td style="width:235px;">Sigma</td>
			<td style="width:171px;">V800022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Ethanol</td>
			<td style="width:235px;">AcME&#160;</td>
			<td style="width:171px;">C000356</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Deionized water</td>
			<td style="width:235px;">Millipore purified water&#160;</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:319px;">Qualitative filter paper (grade No. 1, cotton cellulose)</td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Polystyrene microspheres (50 &#177; 1 &#181;m)&#160;</td>
			<td style="width:235px;">Thermoscientific (CA, USA)</td>
			<td style="width:171px;">4250A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Vectashield&#160;</td>
			<td style="width:235px;">Vector labs (CA, USA)</td>
			<td style="width:171px;">H-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:319px;">Sticky-slides, D 263 M Schott glass, No.1.5H (170 &#956;m, 25 mm x 75 mm) unsterile glass slide</td>
			<td style="width:235px;">Ibidi GmbH (Munich, Germany)</td>
			<td style="width:171px;">10812</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Commercial Lycopodium SECs (L-type)</td>
			<td style="width:235px;">Polysciences, Inc. (PA, USA)</td>
			<td style="width:171px;">16867-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Heating plates</td>
			<td style="width:235px;">IKA, Germany</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Scanning electron microscope</td>
			<td style="width:235px;">Jeol, Japan</td>
			<td style="width:171px;">&#160;JFC-1600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Elemental analyzer&#160;</td>
			<td style="width:235px;">Elementar, Germany</td>
			<td style="width:171px;">VarioEL III</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">FlowCam: The benchtop system</td>
			<td style="width:235px;">Fluid Imaging Technologies, USA</td>
			<td>FlowCamVS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Confocal laser scanning microscope</td>
			<td style="width:235px;">Carl Zeiss, Germany</td>
			<td style="width:171px;">LSM710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Freeze dryer</td>
			<td>Labconco, USA&#160;</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">UV Spectrometer</td>
			<td>Boeco, Germany</td>
			<td style="width:171px;">S220</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

extraction of plant-based capsules for microencapsulation applications

Microcapsule derivati ​​da spore o pollini vegetali forniscono una solida piattaforma per una vasta gamma di applicazioni di microincapsulazione. capsule sporopollenin exine (sec) si ottengono quando spore o polline sono trattati in modo da rimuovere il contenuto sporoplasmic interne. Le microcapsule risultanti cave presentano un elevato grado di uniformità micromeritica e conservano intricate caratteristiche microstrutturali relative alle particolari specie vegetali. Qui, dimostriamo un processo semplificato per la produzione di secondi da Lycopodium spore clavatum e per il carico di composti idrofili in questi sec. L&#39;attuale procedura di isolamento SEC è stato recentemente ottimizzato per ridurre in modo significativo i requisiti di elaborazione che vengono convenzionalmente utilizzati in isolamento SEC, e per garantire la produzione di microcapsule intatti. L. naturale spore clavatum sono sgrassati con acetone, trattata con acido fosforico, e ampiamente lavati per rimuovere sporoplasmicontenuti c. Dopo l&#39;acetone sgrassante, è stato dimostrato che una singola fase di lavorazione con acido fosforico 85% per rimuovere tutti i contenuti sporoplasmic. Limitando il tempo di elaborazione acido per 30 ore, è possibile isolare SEC pulite ed evitare SEC fratturazione, che ha dimostrato di verificarsi con tempo di lavorazione prolungato. lavaggio abbondante con acqua, acidi diluiti, diluire basi e solventi assicura che tutti i residui di materiale e chimiche sporoplasmic siano adeguatamente rimossi. La tecnica del vuoto di carico è utilizzata per caricare un modello proteine ​​(albumina sierica bovina) come composto idrofilico rappresentativo. Vacuum loading fornisce una tecnica semplice per caricare vari composti senza la necessità di solventi o sostanze chimiche aggressive indesiderabili che sono spesso richiesti in altri protocolli di microincapsulazione. Sulla base di questi protocolli di isolamento e di carico, SEC fornire un materiale promettente per l&#39;uso in una vasta gamma di applicazioni di microincapsulazione, ad esempio, terapie, alimenti, cosmetici, e prod cura personaledotti.

Processo di estrazione semplificata per sporopollenin exine Capsule La L. Estrazione clavatum SEC è stato raggiunto da tre fasi principali: (1) Sgrassante con acetone; (2) acidolisi con acido fosforico 85% (v / v); e (3) Ampia SEC lavaggio con solventi. Il flusso del processo di estrazione SEC aerodinamico è presentato in Figura 1 A -. I Brevemente, il processo comporta una...

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Extraction of Plant-based Capsules for Microencapsulation Applications

Questo protocollo / manoscritto descrive un processo semplificato per la produzione di capsule exine sporopollenin (sec) da Lycopodium spore clavatum e per il carico di composti idrofili in questi SECs.

Capsule Estrazione di Plant-based per applicazioni di microincapsulazione

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

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