هل يمكن أن يزيد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية من نشاط مضاد لـ influenza من الألوة فيرا؟

1 مبدأ الاستخراج بالموجات فوق الصوتية

يتم تعريف الموجات فوق الصوتية على أنها موجة سليمة مع تردد أكبر من 20 كيلو هرتز ، مما يتجاوز حد اكتشاف السمع البشري. الموجات فوق الصوتية هي موجة ميكانيكية ذات كثافة عالية الطاقة. عادةً ما يكون مصدر إخراج الطاقة الصوتي هو كائن اهتزاز ، والذي يمكن أن يتسبب في اهتزاز الوسط المحيط ثم نقل الطاقة إلى جزيئات أخرى مجاورة. عندما تمر الموجات فوق الصوتية عبر الوسط ، فإنه يسبب الإزاحة الطولية للجزيئات. تسبب هذه الآثار الجزيئية الكثيفة تلف جدار الخلية وتسريع معدل نقل الكتلة للمواد الفعالة في الوسط ، وبالتالي تحقيق الغرض من تحسين معدل الاستخراج. لا يعتمد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على آلية عمل واحدة ، ولكنه يعمل بشكل مستمر أو متزامن من خلال آليات فيزيائية متعددة مثل التجزئة الميكانيكية ، والتأثير الحراري ، وتأثير التجويف. في متجانسة الخليط الصلبة السائلة ، فإن الحزم الدقيقة والضربات الدقيقة الناتجة عن التجويف الصوتي في الوسط السائل ستؤدي إلى اضطرابات ميكانيكية قوية ، وبالتالي تكثيف التصادم بين الجسيمات ، والتي يمكن أن تؤدي بسهولة إلى التحلل والتمزق المحلي لبعض المواد الهشة. من ناحية أخرى ، نظرًا لانخفاض حجم الجسيمات ، تزداد معدل نقل الكتلة للجزيئات الصلبة ومنطقة التلامس بين المراحل الصلبة والسائلة ، والتي تفضي إلى تسريع حل المحتويات في مصفوفة العينة.

تأثير التجويف هو ظاهرة مادية فريدة ومعقدة ناتجة عن انتشار واهتزاز الموجات فوق الصوتية في السائل. يشير عمومًا إلى عملية التكوين وتوسيع ودموع فقاعات التجويف في السائل. ببساطة ، عند تطبيق الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة ، قد يتجاوز الجاذبية بين الجزيئات المتوسطة القيمة الحرجة ، وبالتالي توليد إجهاد القص العالي في السائل وتشكيل فقاعات التجويف لاحقًا. تتكون فقاعة التجويف 1 بالقرب من سطح المصفوفة. بعد خضوعه لدورات إعادة التدوير المستمرة ، ستنتهي فقاعة التجويف أثناء دورة الضغط وتولد طاقة حرارة قصيرة الأجل ، وبالتالي تشكيل سائل ميكرويه عالي السرعة على سطح المصفوفة وتوليد موجات صدمة قوية. يمكن أن تجعل هذه العملية درجة الحرارة المحلية المحيطة تصل إلى حوالي 5000 K ، ويمكن أن يصل الضغط الفوري إلى 50 ~ 1000 ATM. سوف تدمر البيئة ذات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية جدار الخلية لمصفوفة النبات ، وبالتالي إطلاق المواد داخل الخلايا في المحلول. من الصور المجهر الإلكترون المسح الضوئي لأوراق الريحان التي يتم تناولها بواسطة Chemat وغيرها قبل استخراج الزيت وبعدها ، يمكن ملاحظتها بشكل أكثر وضوحًا: قبل الاستخراج ، تكون الغدد على الأوراق ناعمة وكاملة ؛ بعد الاستخراج ، يبدأون في الانكماش ، لكن بنية الغدة لا تزال سليمة ؛ وبعد الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية ، يتم كسر الغدد تمامًا ويتم إطلاق جميع محتوياتها.

اكتسبت Aloe Vera شعبية واسعة وقد تم تسويقها كمنتج تجميل ، والمسهل ، والطب العشبي ، ونشاطه المضاد للبكتيريا. ومع ذلك ، باستثناء بعض التقارير ، لم يتم إظهار النشاط المضاد للفيروسات للألوة فيرا. حتى الآن ، من الشائع استخراج مركبات الصبار باستخدام المذيبات العضوية ، حيث يمكن استخراج المكونات النشطة بشكل فعال في الميثانول. في هذه الدراسة ، استخدمنا طريقة استخراج الموجات فوق الصوتية لمدة 5 دقائق لاستخراج مركبات aloin و aloe-emodin بشكل فعال من الصبار في الماء. عززت عملية الاستخراج السريعة التي تعمل بنقوش واحدة من استخراج الفلافونويد والفينوليك في استخراج الماء بالموجات فوق الصوتية وأثرت الكسور aloin والألوة. تم اختبار المستخلصات لنشاطها المضاد للفلوينزا ، وأظهرت النتائج أن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية مكّن مستخلص الماء من إظهار نشاط مضاد للإنفلوينزا الممتاز المماثل لنشاط مستخلص الميثانول. كان السمية الخلوية لمستخلص الماء صفرًا مقارنةً بمستخلص الميثانول ، الذي كان له سمية خلوية عالية. أكد المسح الضوئي الطيفي للمستخلصات إثراء قمم aloin و emodin في المستخلص بالموجات فوق الصوتية للألوة فيرا ، مما يشير إلى عملهم اليدوي خلف نشاط مضاد الفلوينزا. ستؤدي التقنيات الموضحة ، إذا تورطت بشكل صحيح ، إلى حلول واعدة في السعي الصيدلاني لمكافحة فيروسات الأنفلونزا.

حتى الآن ، تم العثور على أكثر من 200 مادة كيميائية نشطة حيوياً في هلام الصبار ، ومن المرجح أن تكون النشاط الحيوي بسبب الآثار التآزرية للمركبات بدلاً من المركبات المفردة. لذلك ، يعد الاستخراج الصحيح للمركبات النشطة بيولوجيًا أمرًا ضروريًا لاستغلال جميع المكونات النشطة لخصائصها الفسيولوجية والطبية.

تم العثور على هلام الصبار في كل من البكتيريا الإيجابية للجرام وسلبية الجرام ، وكذلك بعض الفطريات والفيروسات. تم الإبلاغ عن الآثار المثبطة للقرص العصبي مقابل الوراء ضد الفيروس الخلوي البشري ، والفيروسات البسيطة من النوع 2 (HSV-2) ، وفيروس شلل الأطفال. إنفلونزا هي عدوى تنفسية حادة تسببها فيروسات الأنفلونزا ذات تأثير عالمي ضخم. هذا الفيروس لديه القدرة على التسبب في أكياس شديدة وخسائر اقتصادية. جينومه متغير للغاية مع ارتفاع معدل طفرة ، مما يجعله مقاومًا للعديد من الأدوية. في الوقت الحالي ، فإن الأدوية والطرق المضادة للفيروسات الاصطناعية (مثبطات البروتين النووي ، ومثبطات Neuraminidase ، وحاصرات القنوات الأيونية ، وتكنولوجيا سيرنا) لها تطبيق محدود بسبب ظهور سلالات مقاومة للأدوية ، والتكلفة العالية ، والآثار الجانبية الضارة. الأدوية العشبية منخفضة التكلفة ، وانخفاض في السمية ، وغالبا ما يكون لها آثار متعددة الهدف ، والتي لا يمكن أن تعمل فقط كعقاقير مضادة للفيروسات ولكن أيضا تحفيز الجهاز المناعي لمكافحة الفيروسات. تشمل الآليات المضادة للفيروسات المحددة بشكل كلاسيكي تثبيط التكرار الفيروسي ، وحظر التعلق الفيروسي ، وتعطيل الفيروسات ، والوقاية من العدوى الفيروسية. زاد اهتمام الباحثين والعملاء في استخدام هذه الأدوية بسبب تفضيل الأدوية الطبيعية والمخاوف بشأن الآثار السامة للمواد الاصطناعية.

يتميز الموجات فوق الصوتية بتردد عالي (18 كيلو هرتز-1 ميغاهيرتز) ، والإزاحة الصغيرة (أقل من حوالي 50 مم) ، والسرعة المعتدلة (MS-1) ، وتدرج السرعة المستعرضة الحادة (حتى 4000 S-1) ، وتسارع عالٍ للغاية (يصل إلى حوالي 80،000 جم). عندما تكون مدخلات الطاقة الصوتية عالية بما فيه الكفاية ، تنتج الموجات فوق الصوتية التجويف ، مما يسمح بتوليد مقاطع صغيرة في موقع النواة. تنمو الفقاعات خلال مرحلة الندرة من الموجة الصوتية ثم تنهار خلال مرحلة الضغط. خلال الانهيار ، تمر موجات الصدمة القوية عبر الوسط. تسمى عملية النوى والنمو والتمزق الكامل للفقاعات تحت عمل الموجات الصوتية القوية التجويف. من حيث الاستخراج ، فإن الاستخراج باستخدام الموجات فوق الصوتية أو تعطيل الغشاء بالموجات فوق الصوتية له مزايا تقصير وقت الاستخراج بشكل كبير وزيادة عائد الاستخراج. يدمر تطبيق الموجات فوق الصوتية بنية جدار الخلية ويسرع انتشار غشاء الخلية ؛ لذلك ، يتم تعزيز الخلايا ، وبالتالي تعزيز إطلاق محتويات الخلايا. علاوة على ذلك ، فقد ثبت أن تعزيز ترطيب الأنسجة النباتية أثناء الموجات فوق الصوتية يتزامن مع تعطيل الأنسجة النباتية ويؤدي إلى تعزيز الاستخراج أثناء الموجات فوق الصوتية. لذلك ، فإن تطبيق تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية في استخراج الألوة له آفاق جيدة.

يركز العمل الحالي على استخراج المركبات النشطة بيولوجيًا الغنية من مستخلص الصبار باستخدام الأساليب المستندة إلى الموجات فوق الصوتية. تم تحسين تردد استخراج الموجات فوق الصوتية لتحقيق تأثير الاستخراج المطلوب. أنتج الاستخراج بالموجات فوق الصوتية النانو من المستقلبات النشطة مع قابلية الذوبان المعززة في الماء. لأول مرة ، تم إثبات أن تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية فعالة في استخراج مكونات aloin والراوند التي كانت أفضل مستخلصات في المذيبات العضوية في الماء.