استخلاص المادة الخلوية بالموجات فوق الصوتية

الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية، أو الاستخلاص الصوتي، هو تقنية لتكثيف العمليات تعمل عن طريق اقتران الموجات فوق الصوتية عالية القدرة بمعلّق كثيف من الأنسجة النباتية أو الخلوية. توفر Hielscher Ultrasonics أجهزة موثوقة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية لتفكيك الخلايا والاستخلاص، بدءًا من العينات المختبرية الصغيرة وصولًا إلى الأحجام الكبيرة في المعالجة الصناعية. تكمن جاذبية الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية في المعالجة غير الحرارية للمادة، وسهولة تطبيقه، وإمكانية توسيع نطاقه من الاختبارات إلى الإنتاج.

تولّد أجهزة Hielscher موجات فوق صوتية عالية الشدة يمكن التحكم فيها بدقة لتلبية متطلبات عمليتكم.

تقدم القائمة أدناه بروتوكولات متنوعة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية، توضح النطاق الواسع لتطبيقات الموجات فوق الصوتية عالية القدرة في علم الأحياء، ومعالجة الأغذية، وإنتاج المستحضرات الصيدلانية.
سواء كنتم تفكرون في استخلاص نباتي محدد أو ترغبون في الحصول على معلومات عامة إضافية عن أجهزة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء التي نوفرها، يرجى استخدام نموذج الاتصال أدناه! يسعدنا مساعدتكم!

استخلاص البولدِين بالموجات فوق الصوتية من أوراق البولدو (Peumus boldus Molina)

تطبيق الموجات فوق الصوتية:
من المركبات الفعالة المهمة في البولدو البولدِين ((S)-2,9-dihydroxy-1,10-dimethoxiaporphine)، الذي يشكل، إلى جانب الكاتيكين ((2S,3R)-2-(3,4-dihydroxy-phenyl)-3,4-dihydro-1(2H)-benzopyran-3,5,7-triol)، المكونات الرئيسية للجزء القلويدي والفلافونويدي في أوراق البولدو. البولدِين عامل قوي مضاد للأكسدة يتعرض لضرر بيروكسيدي بوساطة الجذور الحرة، ويعمل ملتقطًا فعالًا لجذور الهيدروكسيل.
إجراء الاستخلاص: في إجراء استخلاص نموذجي، استُخلصت عينات من أوراق البولدو باستخدام 1L من الماء المقطر عند الضغط الجوي بواسطة جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UIP1000hd في نمطي التشغيل على دفعات والتدفق المستمر عبر الجهاز. تراوحت مدة الاستخلاص بين 10 و40 min.، مع شدة موجات فوق صوتية من 10 إلى 23 W/cm²، ونطاق درجة حرارة من 10 إلى 70°C. تحققت أفضل النتائج في الظروف التالية: شدة موجات فوق صوتية تبلغ 23 W/cm² لمدة 40 min. عند درجة حرارة 36°C
النتائج: تُظهر نتائج التحليل أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية القدرة تعزز تحرير المادة المراد تحليلها من مادة المصفوفة النباتية للبولدو بمعدلات أفضل بكثير مقارنة بالطريقة التقليدية: تحقق المردود نفسه بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية خلال 30 min.، بينما استغرقت عملية الاستخلاص التقليدية 2h.
أظهر Chemat (2013) وزملاؤه أن الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية يحسّن كفاءة الاستخلاص النباتي مع تقليل مدة الاستخلاص وزيادة تركيز المستخلصات (مع استخدام الكمية نفسها من المذيب والمادة النباتية). كشف التحليل أن الظروف المثلى كانت: قدرة المعالجة بالموجات فوق الصوتية 23 W/cm² باستخدام UIP1000hd لمدة 40 min. وعند درجة حرارة 36°C. توفر المعلمات المثلى للاستخلاص بالموجات فوق الصوتية استخلاصًا أفضل مقارنة بالنقع التقليدي من حيث مدة العملية (30 min. بدلًا من 120 min.)، ومردود أعلى، وكفاءة أعلى في استخدام الطاقة، ونظافة محسّنة، وسلامة أعلى، وجودة أفضل للمنتج.
الجهاز الموصى به:
UIP1000hdT مع سونوترود BS2d34 وخلية التدفق
المرجع/ الورقة البحثية:
Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية على دفعات وبصورة مستمرة لأوراق البولدو (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750–5764.

استخلاص حمض الكلوروجينيك بالموجات فوق الصوتية من أوراق التبغ

تطبيق الموجات فوق الصوتية:
في تجارب الاستخلاص، طُحنت أوراق التبغ من Nicotiana tabacum إلى جسيمات أصغر بأحجام تقارب >4 x ≧2 mm. وفي تجارب الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية، استُخلصت عينات بكتلة 20g من مادة أوراق التبغ المجففة باستخدام الماء المقطر عند درجات حرارة تراوحت من 5°C إلى 30°C. أُجريت تجارب الاستخلاص بمدد لدورات الاستخلاص تراوحت من 5 دقائق إلى 30 دقيقة لكل دورة. أُضيفت نحو 10 إلى 15 قطرة من الإيثانول إلى الحجم الأمثل المحسوب من الماء المقطر، البالغ 256 ml، واللازم لاستخلاص كل حمض الكلوروجينيك القابل للذوبان من عينات بكتلة 20 g من أوراق التبغ المجففة. ثم قُسّم الحجم الأمثل من الماء المقطر، البالغ 256 ml، إلى أحجام جزئية من مذيب الاستخلاص لاستخدامها في كل دورة استخلاص بالموجات فوق الصوتية.
للتعريض للموجات فوق الصوتية، استُخدم معالج بالموجات فوق الصوتية UP400S (400 واط، 24 kHz) مع سونوترود H7 مصنوع من التيتانيوم، يبلغ قطر طرفه 7mm. أُدخل سونوترود H7 حتى منتصف ارتفاع مزيج الاستخلاص.
البروتوكول: حُددت الظروف المثلى لاستخلاص حمض الكلوروجينيك بالموجات فوق الصوتية من أوراق التبغ كما يلي: 20g من أوراق التبغ المجففة في الماء المقطر (النسبة المثلى للسائل إلى المادة الصلبة: 12.8mL/g) عند درجة حرارة معالجة تبلغ 20 degC، باستخدام جهاز الموجات فوق الصوتية UP400S (400W, 24kHz) لمدة 3 دورات من المعالجة بالموجات فوق الصوتية، مدة كل منها 15min (المدة الإجمالية للمعالجة بالموجات فوق الصوتية: 45 min).
الجهاز الموصى به:
UP400S مع سونوترود H7
المرجع/ الورقة البحثية:
Mazvimba, Martin Tongai; Yu, Ying; Zhang, Ying (2011): التحسين والتصميم المتعامد لعملية استخلاص مائي بمساعدة الموجات فوق الصوتية لاستخلاص حمض الكلوروجينيك من أوراق التبغ الجافة. Chinese Journal of Natural Medicines 2011.
اقرؤوا المزيد عن الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية من التبغ!

استخلاص المانجيفيرين بالموجات فوق الصوتية

تطبيق الموجات فوق الصوتية:
المانجيفيرين (1,3,6,7-Tetrahydroxy-2-[3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]xanthen-9-one؛ الصيغة: C₁₉H₁₈O₁₁) هو بوليفينول ذو بنية C-glycosylxanthone، يوجد في العديد من الأنواع النباتية. يُظهر المانجيفيرين أنشطة دوائية متنوعة. يمكن تحفيز الأَسْيَلة الانتقائية موضعيًا للمانجيفيرين بكفاءة عالية جدًا بواسطة الليباز تحت المعالجة بالموجات فوق الصوتية. وبالمقارنة مع الطرق التقليدية، يتميز التحفيز بمساعدة الموجات فوق الصوتية بقصر مدة التفاعل وارتفاع المردود. حُددت الظروف المثلى لأَسْيَلة المانجيفيرين بالموجات فوق الصوتية كما يلي:
الليباز: PCL، مانح الأسيل: أسيتات الفينيل؛ مذيب التفاعل: DMSO، درجة حرارة التفاعل: 45 degC، قدرة الموجات فوق الصوتية: 200W؛ نسبة الركائز: مانح الأسيل/المانجيفيرين 6/1، تحميل الإنزيم: 6 mg/ml
بلغ مردود الأَسْيَلة الانتقائية موضعيًا ما يصل إلى 84%.
الجهاز الموصى به:
UP200St أو UP200Ht
المرجع/ الورقة البحثية:
قارن: Wang, Z.; Wang, R.; Tian, J.; Zhao, B; Wei, X.F.; Su, Y.L.; Li, C.Y.; Cao, S.G.; Wang, L. (2010): تأثير الموجات فوق الصوتية في الأَسْيَلة الانتقائية موضعيًا للمانجيفيرين المحفَّزة بالليباز في المذيبات غير المائية. J. Asian Nat Prod. Res. 12/1, 2010. 56–63.

استخلاص الكابسيسينويدات بالموجات فوق الصوتية

تطبيق الموجات فوق الصوتية:
استخلاص الكابسيسينويدات (الكابسيسين، نوردِيهيدروكابسيسين) من الفلفل الحار: حُصل على الكابسيسينويدات من فلفل Capsicum frutescens عن طريق الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية في الظروف التالية: المذيب: إيثانول 95% (v/v)، نسبة المذيب إلى الكتلة 10 ml/g، مدة الاستخلاص بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية 40 min.، درجة حرارة الاستخلاص 45°C. مردود المادة المستخلصة: 85% من الكابسيسينويدات
الجهاز الموصى به:
UP400St
اقرؤوا المزيد عن استخلاص الكابسيسينويدات من الفلفل الحار بمساعدة الموجات فوق الصوتية!

استخلاص السيليمارين بالموجات فوق الصوتية من بذور شوك الحليب

تطبيق الموجات فوق الصوتية:
أُجري الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية UP400S. استُخدم في هذه الدراسة مسبار للموجات فوق الصوتية من النوع القرني بقطر 1.5 cm. وُزنت بدقة كمية 10 g من مسحوق شوك الحليب المنزوع الدهن وأُذيبت في 100 mL من الميثانول. وُضع الكأس في حمام مائي وحُفظ عند درجة حرارة 25°C. عُولج مسحوق شوك الحليب المذاب في المذيب بالموجات فوق الصوتية لفترات زمنية مختلفة (30 و60 و90 و120 و150 min.). بعد كل فترة زمنية، رُشّح المحلول عبر ورق ترشيح Whatman، وبُخّرت كل رشاحة (نحو 80mL) باستخدام مبخر دوار حتى بلغ حجم المحلول 30 mL، وقِيست امتصاصية المركبات الفينولية باستخدام مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي عند طول موجي 517 nm وفق طريقة DPPH. وكما كان متوقعًا، أدت زيادة مدد الاستخلاص إلى زيادة محتوى السيليمارين.
وجد مؤلفو الدراسة أن الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية للحصول على المستخلصات الكحولية يُعد من أفضل التقنيات لتحل محل التقنيات التقليدية. وثبت أن الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية يحقق جودة أفضل للمستخلص. وتشمل الفوائد الإضافية توفير الوقت وزيادة الكفاءة وغير ذلك.
الجهاز الموصى به:
UP400St
المرجع/ الورقة البحثية:
Çağdaş, E.; Kumcuoğlu, S.; Güventürk, S.; Tavman, S. (2011): استخلاص مكونات السيليمارين من بذور شوك الحليب (Silybum Marianum L.) بمساعدة الموجات فوق الصوتية. GIDA 36/6, 2011. 311–318.
اقرؤوا المزيد عن استخلاص السيليمارين بالموجات فوق الصوتية من بذور شوك الحليب!

استخلاص الستيفيوزيد بالموجات فوق الصوتية

تطبيق الموجات فوق الصوتية:
استُخلصت عينات بكتلة 10g من أوراق الستيفيا الجافة والمطحونة في 100mL من الماء مع التحريك المستمر (باستخدام محرّك مغناطيسي). ضُبطت قيمة pH باستخدام فوسفات الصوديوم بتركيز 0.01 M وقيمة pH 7. وُضعت العينة في كأس زجاجي بسعة 150 mL وعُولجت بالموجات فوق الصوتية باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار UIP500hT (20kHz, 500W). غُمر طرف السونوترود نحو 1.5 cm في المعلّق الكثيف لأوراق الستيفيا. ضُبط جهاز الموجات فوق الصوتية على قدرة خرج تبلغ 350W. أسفرت معالجة لطيفة بالموجات فوق الصوتية بقدرة 350 W لمدة 5–10 min. عند درجة حرارة ثابتة للعملية تبلغ 30°C عن مردود من ريبوديوزيد A يبلغ 30–34g لكل عينة بكتلة 100g. بعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية، خضع محلول المستخلص للطرد المركزي ورُشّح عبر غشاء ذي مسام دقيقة بقياس 0.45 μm؛ وأُخذت الرشاحة لتحليل المحتوى الكلي من ريبوديوزيد A. حُلّل مردود استخلاص المحتوى الكلي من ريبوديوزيد A بواسطة HPLC.
باستخدام الاستخلاص الخالي من المذيبات بمساعدة الموجات فوق الصوتية، حُصل على مردود مرتفع من ريبوديوزيد A مقارنة بطرق الاستخلاص التقليدية مثل الاستخلاص الحراري أو النقع.
الجهاز الموصى به:
UIP500hdT
اقرؤوا المزيد عن استخلاص الستيفيا بالموجات فوق الصوتية!

استخلاص التربينات بالموجات فوق الصوتية

تطبيق الموجات فوق الصوتية:
يمكن تعزيز استخلاص المركبات المتطايرة، مثل التربينات، من نورات صنف من Cannabis sativa L. مخصص لإنتاج الألياف باستخدام الموجات فوق الصوتية. أظهرت الدراسات أن التربينات المستهدفة تتحرر بالفعل من المادة النباتية بعد معالجة قصيرة بالموجات فوق الصوتية.
تُظهر النتائج أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية لمدة لا تتجاوز 5 min تتيح الحصول على تركيز أعلى من التربينات مقارنة بالنقع. أما المعالجة بالموجات فوق الصوتية لمدة تزيد على 5 min فقد زادت تركيز δ-9-tetraidrocannabinol (THC).
بروتوكول المعالجة بالموجات فوق الصوتية:
أُجري استخلاص التربينات بمساعدة الموجات فوق الصوتية باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار بقدرة 200W. ضُبط جهاز الموجات فوق الصوتية على سعة تبلغ 25%. أُضيف إلى كل واحدة من ثلاث حصص من النورات المجففة بكتلة 50g مقدار 250mL من الإيثانول بتركيز 70% v/v، الذي استُخدم مذيبًا للاستخلاص. غُمر كل كأس ومحتواه في حمام ثلجي. أُجريت المعالجة بالموجات فوق الصوتية لمدة 5 و10 و15 min. وخلال إجراء الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية ، ضُمن تبديد سريع ومستمر للحرارة للحفاظ على درجة حرارة العملية دون 30°C. بعد الاستخلاص، رُشّحت المخاليط تحت التفريغ عبر ورق Whatman No. 3، وأُزيل المذيب بالتبخير الدوار تحت التفريغ. أُجريت كل تجربة استخلاص بثلاثة مكررات باستخدام ثلاث عينات مختلفة.
وُجد أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية بديل جدير بالاهتمام للنقع لاستخلاص المركبات المتطايرة من نورات القنب، لكن النتائج تُظهر أيضًا أن مدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية يجب ألا تتجاوز 5 دقائق للحصول على استرداد أعلى للتربينات. أما المعالجة بالموجات فوق الصوتية لمدة تزيد على 5 دقائق فقد زادت تركيز δ-9-tetraidrocannabinol (THC). يمكن استخدام مستخلص نورات Cannabis sativa الناتج عن الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية لمدة 5 min مكوّنًا للعطور أو منكّهًا للمشروبات. ويمكن استخدامه بديلًا للقنب الصناعي، حيث تُستخدم السيقان في صناعة الألياف ومستخلصات النورات في صناعة مستحضرات التجميل والأغذية.
الجهاز الموصى به:
UP200St أو UP200Ht مع سونوترود/ مسبار S26d14
المرجع/ الورقة البحثية:
Da Porto, C.; Decorti, D.; Natolino, A. (2014): “استخلاص المركبات المتطايرة من نورات Cannabis sativa L. الصناعية بمساعدة الموجات فوق الصوتية”. IJARNP 2014, 7/ 1. 8–14.
اقرؤوا المزيد عن استخلاص التربينات بمساعدة الموجات فوق الصوتية!

منظومة استخلاص لعزل المواد النباتية: جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار UP400ST، ومرشح تفريغ Büchi ومبخر دوار لاستخلاص المركبات الكيميائية النباتية.

استخلاص الفانيلين بالموجات فوق الصوتية من قرون الفانيليا المعالَجة

تطبيق الموجات فوق الصوتية:
حُسّن استخلاص الفانيلين باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية. ولهذا الغرض، شُغّل جهاز الموجات فوق الصوتية بقدرة 100 واط في النمط النبضي (الدورات: تشغيل لمدة 5 ثوانٍ يتبعه إيقاف لمدة 5 ثوانٍ).
تحققت أفضل نتائج الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية باستخدام إيثانول بتركيز 40% لمدة 1h عند 30°C. ولمقارنة النتائج بطرق الاستخلاص التقليدية، أُجريت أيضًا عمليات استخلاص في حمام مائي وحمام موجات فوق صوتية. أظهرت النتائج أن تحسين استخلاص الفانيلين باستخدام قرن الموجات فوق الصوتية مع إيثانول بتركيز 40% لمدة 1h عند 30°C أعطى نتائج قابلة للمقارنة بالاستخلاص في حمام مائي مع إيثانول بتركيز 40% عند 56°C لمدة 15h.
الجهاز الموصى به:
UP100H
المرجع/ الورقة البحثية:
Rasoamandrary, N.; Fernandes, A. M.; Bashari, M.; Masamba, K.; Xueming, X. (2013): تحسين استخلاص الفانيلين 4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyde من قرون الفانيليا المعالَجة باستخدام الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية: مقارنة بين الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية والاستخلاص في حمام مائي ساخن. Akademik Gıda 11/1, 2013. 6–12.
اقرؤوا المزيد عن فوائد استخلاص الفانيلين بالموجات فوق الصوتية!

استخلاص المركبات الفينولية من Ziziphus Jujube بالموجات فوق الصوتية

تطبيق الموجات فوق الصوتية:
لاستخلاص المركبات الفينولية من العناب (Ziziphus Jujube) بمساعدة الموجات فوق الصوتية، استُخدم جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية عالي الشدة من نوع المسبار UP200H بقدرة 200W وتردد 24kHz. جُهّز جهاز الموجات فوق الصوتية بسونوترود ذي طرف دقيق S2 (قطر الطرف 2 mm)، غُمر في حمام مائي وُضع فيه وعاء زجاجي للترسيب يحتوي على العينة (الأبعاد الداخلية: 280:195:135 mm). كانت سعة الاهتزازات فوق الصوتية 100% من القدرة الاسمية (السعة القصوى 260 μm)، والقدرة الصوتية 0.171402 W، والشدة 21.8346 W/cm2. حُددت شدة الموجات فوق الصوتية بالقياس الحراري، من خلال قياس ارتفاع درجة حرارة المعلّق مع الزمن في ظروف كاظمة للحرارة. استُخدم إجراء الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية لاستخلاص إجمالي المركبات الفينولية من العينات وفق التصميم التجريبي (بغرض التحسين).
الجهاز الموصى به:
UP200H مع سونوترود S2
المرجع/ الورقة البحثية:
Fooladi, H.; Mortazavi, S. A.; Rajaei, A.; Elhami Rad, A.H.; Salar Bashi, D.; Savabi Sani Kargar, S. (2013): تحسين استخلاص المركبات الفينولية من العناب (Ziziphus Jujube) باستخدام طريقة الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية. IECFP 2013.

انقروا هنا للاطلاع على المزيد من بروتوكولات المعالجة بالموجات فوق الصوتية لمعالجة المادة البيولوجية!