सायक्लोडेक्सट्रिन्स: अष्टपैलू घटकाचा इतिहास आणि अनुप्रयोग

सायक्लोडेक्स्ट्रिनचा इतिहास: थोडक्यात एक दीर्घ कथा

सायक्लोडेक्सट्रिन्स हे ग्लुकोजचे चक्रीय ऑलिगोमर आहेत जे नैसर्गिकरित्या अत्यंत आवश्यक पॉलिसेकेराइड्स, स्टार्चच्या एन्झाईमॅटिक ऱ्हासामुळे उद्भवतात. ते जवळजवळ 130 वर्षांपासून ओळखले जातात परंतु त्यांनी 1980 च्या दशकात फार्मास्युटिकल आणि फूड इंडस्ट्रीजमधील प्रथम अनुप्रयोगांसह त्यांचे यश मिळवले. 1980 पासून, सायक्लोडेक्स्ट्रिन्सवरील प्रकाशने आणि पेटंटची एकूण संख्या 53,000 पेक्षा जास्त आहे.

1891-1936: शोध कालावधी

त्यांचा इतिहास 1891 मध्ये फ्रान्समध्ये सुरू होतो, जेव्हा अँटोइन व्हिलियर्स, फार्मासिस्ट आणि केमिस्ट यांनी सायक्लोडेक्स्ट्रिनचा पहिला संदर्भ प्रकाशित केला. विलियर्स विविध कर्बोदकांमधे एन्झाईम्सच्या कृतीवर काम करत होते आणि त्यांनी वर्णन केले की काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये बटाटा स्टार्च मुख्यतः बॅसिलस ॲमिलोबॅक्टरच्या क्रियेखाली डेक्सट्रिन्स तयार करण्यासाठी आंबू शकतो. डेक्सट्रिन्स हा शब्द आधीपासून स्टार्चच्या ऱ्हास उत्पादनांचे वर्णन करण्यासाठी वापरला गेला होता. सेल्युलोज [१] शी साम्य असल्यामुळे विलियर्सने या स्फटिक पदार्थाला “सेल्युलोसिन” असे नाव देण्याचा प्रस्ताव मांडला.

काही वर्षांनंतर, सायक्लोडेक्स्ट्रिन रसायनशास्त्राचे “संस्थापक”, फ्रांझ शार्डिंगर, ऑस्ट्रियन सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ, यांनी एक सूक्ष्मजीव (बॅसिलस मॅसेरन्स) वेगळे केले ज्याने स्टार्च-युक्त माध्यमावर लागवड केल्यावर पुनरुत्पादितपणे दोन भिन्न क्रिस्टलीय पदार्थ तयार केले [२]. त्यांनी पॉलिसेकेराइड्सचे हे दोन प्रकार, क्रिस्टलाइन डेक्सट्रिन ए आणि क्रिस्टलाइन डेक्सट्रिन बी म्हणून ओळखले आणि या दोन डेक्सट्रिन्सच्या तयारीचे आणि वेगळे करण्याचे पहिले तपशीलवार वर्णन दिले.

1936-1970: शोध कालावधी

1911 ते 1935 पर्यंत शंका आणि मतभेदाचा काळ आला आणि 1930 च्या मध्यापर्यंत डेक्सट्रिन्सवरील संशोधन पुन्हा विकसित झाले नाही.

"स्चार्डिंगर डेक्स्ट्रिन" रेणूंच्या संरचनेवर फ्रॉडेनबर्ग आणि फ्रेंच यांनी मिळवलेल्या असंख्य परिणामांद्वारे शोध कालावधी चिन्हांकित केला गेला. 1940 च्या दशकात फ्रॉडेनबर्ग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी γ-CD शोधून काढले आणि त्यानंतर सायक्लोडेक्स्ट्रिन रेणूंच्या चक्रीय ऑलिगोसाकराइड रचनेचे निराकरण केले.

1950-1970: परिपक्वता कालावधी

सायक्लोडेक्स्ट्रिन-समावेश कॉम्प्लेक्स तयार करण्याच्या व्यवहार्यतेचा शोध घेतल्यानंतर, फ्रॉडेनबर्ग, क्रेमर आणि प्लॅनिंगर यांनी 1953 मध्ये प्रथम सीडी-संबंधित पेटंट प्रकाशित केले, ज्यामध्ये फार्मास्युटिकल फॉर्म्युलेशनमध्ये सायक्लोडेक्स्ट्रिनच्या ऍप्लिकेशन्सच्या संदर्भात, शैक्षणिक संशोधनापासून औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये त्यांचे संक्रमण सुरू होते. जगतो [३].

1970-आज: अर्जाचा कालावधी

1970 पासून आणि पुढे, सायक्लोडेक्स्ट्रिनमध्ये रस वाढला. तेव्हापासून, आम्हाला असंख्य औद्योगिक आणि फार्मास्युटिकल ऍप्लिकेशन्सची ओळख झाली आहे, तर प्रभावी वैज्ञानिक साहित्य तयार झाले आहे आणि पेटंट फाइलिंगमध्ये वाढ झाली आहे. आजकाल, सायक्लोडेक्स्ट्रिन अजूनही संशोधकांना आकर्षित करतात आणि दरवर्षी, 2000 हून अधिक प्रकाशने, लेख आणि पुस्तकांच्या अध्यायांसह, सायक्लोडेक्स्ट्रिनला समर्पित आहेत [4].

सायक्लोडेक्स्ट्रिनचे अनुप्रयोग

सायक्लोडेक्सट्रिन्स आणि त्यांचे डेरिव्हेटिव्ह्ज, त्यांच्या बायोकॉम्पॅटिबिलिटी आणि अष्टपैलुत्वामुळे, विविध प्रकारचे अनुप्रयोग आहेत. ते कापड आणि फार्मास्युटिकल उद्योगांमध्ये तसेच कृषी रसायनशास्त्र, अन्न तंत्रज्ञान, जैवतंत्रज्ञान, उत्प्रेरक आणि सौंदर्यप्रसाधनांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहेत.

विविध औषध वितरण प्रणालींच्या डिझाइनसाठी औषधांच्या क्षेत्रात सायक्लोडेक्स्ट्रिनचा मुबलक शोध घेण्यात आला आहे. ते प्रामुख्याने एजंट म्हणून ओळखले जातात जे स्थिरता वाढवतात आणि सक्रिय संयुगे आणि भागांची जल-विद्राव्यता आणि जैवउपलब्धता वाढवतात. त्यांना उपयुक्त फार्मास्युटिकल एक्सपियंट्स म्हणून ओळखले गेले आहे, तर सायक्लोडेक्स्ट्रिन संशोधनातील अलीकडील घडामोडींनी अनेक आजारांवर उपचार करण्यासाठी सक्रिय फार्मास्युटिकल घटक (APIs) म्हणून त्यांची क्षमता दर्शविली आहे (उदा., हायपरकोलेस्टेरोलेमिया, कर्करोग, निमन-पिक टाइप सी रोग) [७].

सायक्लोडेक्स्ट्रिनच्या इतर ऍप्लिकेशन्समध्ये विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्र, सेंद्रिय रसायनशास्त्र (संश्लेषण), मॅक्रोमोलेक्युलर केमिस्ट्री (सामग्री), क्लिक केमिस्ट्री, सुपरमोलेक्युलर केमिस्ट्री, मेम्ब्रेन्स, एन्झाइम टेक्नॉलॉजी आणि नॅनोटेक्नॉलॉजी (विविध डोमेनसाठी नॅनोपार्टिकल्स/नॅनोस्पॉन्जेस) यांचा समावेश होतो. तथापि, फार्मास्युटिकल, फूड आणि कॉस्मेटिक उद्योग हे सायक्लोडेक्स्ट्रिन [५] चे मुख्य लक्ष्य बाजार म्हणून राहिले आहेत.

समावेशन कॉम्प्लेक्स फॉर्मेशन

यापैकी बहुतेक ऍप्लिकेशन्स सायक्लोडेक्स्ट्रिनच्या घन, द्रव आणि वायूयुक्त संयुगांच्या विस्तृत श्रेणीसह समावेशन कॉम्प्लेक्स तयार करण्याच्या क्षमतेमुळे शक्य आहेत. या कॉम्प्लेक्समध्ये, यजमान (सायक्लोडेक्सट्रिन्स) पोकळीमध्ये तात्पुरते लॉक केलेले किंवा पिंजऱ्यात असलेल्या अतिथी रेणूंचे भौतिक-रासायनिक गुणधर्म गंभीरपणे सुधारित केले जातात ज्यामध्ये विद्राव्यता वाढ, स्थिरीकरण आणि इतर फायदेशीर गुणधर्म देतात [6].

संदर्भ:

1. क्रिनी जी., (2014). पुनरावलोकन: सायक्लोडेक्स्ट्रिनचा इतिहास. रासायनिक पुनरावलोकने, 114(21), 10940–10975. DOI:10.1021/cr500081p

2. झेट्ली जे., (2004). सायक्लोडेक्स्ट्रिन संशोधनाचा भूतकाळ, वर्तमान आणि भविष्य. शुद्ध आणि उपयोजित रसायनशास्त्र, 76(10), 1825-1845. DOI:10.1351/pac200476101825

3. Wüpper S., Lüersen K., Rimbach G., (2021). सायक्लोडेक्स्ट्रिन्स, नैसर्गिक संयुगे आणि वनस्पती बायोएक्टिव्ह - एक पौष्टिक दृष्टीकोन. जैव रेणू. 11(3):401. DOI: 10.3390/biom11030401. PMID: 33803150; PMCID: PMC7998733.

4. मोरिन-क्रिनी एन., फोरमेंटिन एस., फेनेवेसी É., लिचटफॉस ई., टोरी जी., फोरमेंटिन एम., क्रिनी जी., (2021). आरोग्य, अन्न, शेती आणि उद्योगासाठी सायक्लोडेक्स्ट्रिन शोधाची 130 वर्षे: एक पुनरावलोकन. पर्यावरण रसायनशास्त्र पत्रे, 19(3), 2581–2617. DOI:10.1007/s10311-020-01156-w

5. Crini G., Fourmentin S., Fenyvesi É., Torri G., Fourmentin M., & Morin-Crini N.,(2018). सायक्लोडेक्स्ट्रिनची मूलभूत तत्त्वे आणि अनुप्रयोग. सायक्लोडेक्स्ट्रिन फंडामेंटल्स, रिऍक्टिव्हिटी आणि विश्लेषण, 1-55. DOI:10.1007/978-3-319-76159-6_1

6. सिंग एम., शर्मा आर., आणि बॅनर्जी यू., (2002). सायक्लोडेक्स्ट्रिनचे जैवतंत्रज्ञान अनुप्रयोग. बायोटेक्नॉलॉजी ॲडव्हान्सेस, 20(5-6), 341–359. DOI:10.1016/s0734-9750(02)00020-4

7. Di Cagno M. (2016). कादंबरी सक्रिय फार्मास्युटिकल घटक म्हणून सायक्लोडेक्सट्रिन्सची संभाव्यता: एक संक्षिप्त विहंगावलोकन. रेणू, 22(1), 1. DOI:10.3390/molecules22010001