ساخت و بررسی مقایسه‌ای دو نوع نانوکپسول کیتوزان-دکستران سولفات حامل آنزیم آلفا آمیلاز

مقدمه و هدف: آلفا آمیلاز از آنزیم های هیدرولازی در تجزیه نشاسته است و کاربردهای وسیعی در زیست فناوری و صنایع مختلف دارد اما همانند سایر آنزیم ها حساسیت و پایداری پایین، باعث محدودیت استفاده از آن می شود. تثبیت آنزیم، بهترین روش برای افزایش پایداری آن ها است.مواد و روش ها: در این پژوهش برای اولین بار، تثبیت آلفا آمیلاز درون نانوکپسول های ساخته شده از پلیمرهای کیتوزان و دکستران سولفات انجام شد. نانوکپسول دیگری نیز پس از عامل دار کردن کیتوزان با گروه کربوکسیل ساخته شد و بازده تثبیت و حساسیت به ph آنها در نانوکپسول های سنتز شده با نسبت های مختلف دکستران سولفات مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج: بازده تثبیت آلفا آمیلاز در نانوکپسول معمولی و نانوکپسول با کیتوزان عامل دار به ترتیب برابر با 70 و 80 درصد بود. میزان کپسوله شدن در نانوکپسول های کربوکسیل دار همواره بیشتر از نانوکپسول های معمولی بوده و این روند در مورد تمام نسبت های مختلف دکستران سولفات مشاهده شد. به علاوه این نانوکپسول رفتار حساس به ph را به خوبی از خود نشان داد. از سوی دیگر میزان تورم و سرعت رهاسازی آنزیم در ph های 1.2، 5 و 7.4 در نانوکپسول کربوکسیله کاهش یافت و در نتیجه نانوکپسولی پایدارتر و با سرعت رهایش آهسته تر به دست آمد (p<0.001). به علاوه این نانو کپسول در محافظت از فعالیت آنزیم در برابر شرایط محیطی نیز موفق بود.نتیجه گیری: با کربوکسیله کردن، خواص سطحی کیتوزان بهبود یافت و نانوذره پایدارتری نسبت به کیتوزان معمولی حاصل شد؛ بنابراین از این نوع نانوکپسول می توان برای تحویل خوراکی بسیاری از داروها به خصوص مولکول های پروتئینی استفاده کرد.

Synthesis and comparative study of two types of chitosandextran sulfate nanocapsules loaded with alphaamylase

Background and Objective: Alphaamylase is a hydrolytic enzyme in starch degradation and has many applications in biotechnology and various industries but, like other enzymes, sensitivity and low stability limit its use. Enzyme immobilization is the best way to increase their stability.Materials and Methods: In this study, for the first time, the immobilization of alphaamylase was done in nanocapsules synthesized by chitosan and dextran sulfate polymers. Another nanocapsule was made after functionalization of chitosan with carboxyl group. The immobilization efficiency and pHsensitivity of nanocapsules synthesized with different ratio of dextran sulfate and of the nanocapsules were also investigated.Results: The immobilization efficiency of conventional nanocapsules and functionalized chitosan nanocapsules were 70% and 80%, respectively. The encapsulation efficiency in carboxylated chitosan was always higher than that of conventional chitosan, and this trend were seen for all different ratios of dextran sulfate. Also this nanocapsule exhibited good pHsensitive behavior. The rate of swelling and release of the enzyme were decreased at pH 1.2, 5 and 7.4 in functionalized nanocapsules, and therefore nanocapsule with higher immobilization efficiency and sustained release was obtained. Also, this nanocapsule was also successful in protecting the enzyme from environmental conditions.Conclusion: The surface properties of chitosan improved by carboxylating and the more stable nanoparticles were produced compared with conventional chitosan. Therefore, this nanocapsule can be used for oral delivery of many drugs, especially protein molecules.