استخلاص الكراتوم بالموجات فوق الصوتية
المعالجة بالموجات فوق الصوتية تقنية عالية الفعالية وبسيطة وموثوقة لإنتاج مستخلصات غنية بالقلويدات من أوراق الكراتوم (Mitragyna speciosa). وتحرر المعالجة بالموجات فوق الصوتية المركبات النشطة حيويًا، مثل mitragynine و 7-hydroxymitragynine، من الخلايا النباتية بحيث يمكن عزلها. ويوفر الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية مردودًا أعلى خلال زمن استخلاص قصير جدًا.
الكراتوم والميتراجينين
يُعد mitragynine و 7-hydroxymitragynine القلويدين الإندوليين في نبات Mitragyna speciosa، المعروف أيضًا باسم الكراتوم. ويعمل كلا المركبين بوصفهما مناهضين لمستقبلات المواد الأفيونية، ويُعرفان بتأثيراتهما المسكنة للألم. ويُعد 7-hydroxymitragynine مادة مسكنة للألم شديدة الفعالية. وبخلاف mitragynine، الموجود بوفرة في أوراق الكراتوم، لا يوجد 7-hydroxymitragynine إلا بكميات صغيرة. ومع ذلك، فإن 7-hydroxymitragynine يخفف حتى أشد الآلام بفضل فعاليته العالية، ويُعرف أيضًا بتخفيف أعراض الانسحاب من الأفيونات.
تحتوي أوراق الكراتوم المجففة على نحو 1–6% من mitragynine ونحو 0.01 – 0.04% من 7-hydroxymitragynine. والكراتوم مكوّن نباتي طبيعي يمكن استخدامه مكملًا غذائيًا أو مستحضرًا دوائيًا في صورة مساحيق أو كبسولات أو صبغات لتخفيف الألم أو التنبيه أو للمساعدة الطبيعية على الانسحاب من المواد الأفيونية.
تُخزَّن المركبات النشطة حيويًا في الكراتوم، مثل القلويدين mitragynine و 7-hydroxymitragynine، داخل خلايا نبات الكراتوم. ولجعلها متاحة حيويًا وإطلاق تأثيراتها الدوائية المؤثرة في النفس، يجب تفكيك جدران الخلايا وعزل المركبات النشطة حيويًا من داخلها. وتُعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية طريقة عالية الفعالية لاستخلاص المركبات النباتية، ولذلك فهي التقنية المفضلة لاستخلاص الكراتوم.
جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية UP400St لاستخلاص الكراتوم بكفاءة عالية
استخلاص قلويدات الكراتوم بالموجات فوق الصوتية
يُعد الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية طريقة فعالة جدًا لتحرير المركبين الرئيسيين المؤثرين في النفس، mitragynine و 7-hydroxymitragynine (7-HMG)، فضلًا عن أكثر من 40 مركبًا آخر نشطًا حيويًا، تشمل نحو 25 قلويدًا (مثل ajmalicine، و mitraphylline، و mitragynine pseudoindoxyl، و rhynchophylline)، من الكراتوم.
أكثر مركبات Mitragyna speciosa (الكراتوم) استخدامًا هي القلويدان mitragynine (MG) و 7-hydroxymitragynine، المعروفان بوصفهما مادتين قويتين مسكنتين للألم. ويُعد 7-hydroxymitragynine مناهضًا للمواد الأفيونية، يساعد المرضى على الانسحاب منها. ويمكن تحرير المادتين بنجاح من المصفوفة الخلوية للنبات بواسطة المعالجة بالموجات فوق الصوتية. ويمكن إنتاج مستخلصات الكراتوم بالموجات فوق الصوتية باستخدام الكحول أو الماء أو الإيثانول المائي مذيبًا. ويؤثر اختيار المذيب في تأثيرات مستخلص الكراتوم.
يوفر الإيثانول والإيثانول المائي (أي الإيثانول/الماء) أعلى مردود من المستخلص الخام بفضل قطبيتهما.
ما المذيب المثالي لاستخلاص الكراتوم بالموجات فوق الصوتية؟
تتوافق المعالجة بالموجات فوق الصوتية، بوصفها طريقة استخلاص، مع أي مذيب. ويمكنك اختيار المذيب الذي تفضله. ومع ذلك، فإن بعض المذيبات أفضل في إذابة قلويدات الكراتوم للحصول على نتائج استخلاص مثلى.
يتأثر مفعول مستخلص الكراتوم بالمذيب، إذ تذيب المذيبات القطبية وغير القطبية، كلٌّ بحسب نوعه، كميات أكبر من مركبات محددة بصورة انتقائية:
- الإيثانول المائي: الإيثانول المائي هو مزيج من الماء والإيثانول. ويمكن تعديل نسبة الماء إلى الإيثانول وفقًا للمتطلبات. ويوفر استخدام الإيثانول المائي مذيبًا عدة مزايا مقارنة باستخدام الماء أو الإيثانول وحده. أولًا، يمكن أن تؤدي إضافة الإيثانول إلى الماء إلى تحسين ذوبانية بعض المركبات النشطة حيويًا التي لا تذوب جيدًا في الماء وحده، مثل بعض المركبات الفينولية والتريتربينويدات. ثانيًا، يمكن أن يؤدي استخدام الإيثانول المائي إلى مردود استخلاص أعلى مقارنة بالماء أو الإيثانول وحده، لأنه يستطيع استخلاص نطاق أوسع من المركبات النشطة حيويًا.
بالنسبة للكراتوم، يُعد التركيز الأعلى من الإيثانول (60–80%) خيارًا جيدًا، لأنه يتيح استخلاصًا عالي الكفاءة للقلويدات مثل الميتراجينين، والمركبات الفينولية والتربينات والتريتربينويدات. وفي الوقت نفسه، تُستخلص أيضًا مركبات نباتية أخرى قابلة للذوبان في الماء – مما ينتج مستخلصًا كامل الطيف. - الماء: الماء مذيب شائع لاستخلاص المركبات النشطة حيويًا من النباتات. ولا يذوب الميتراجينين، وهو القلويد الرئيسي في الكراتوم، في الماء، ولذلك لا يُعد الماء مثاليًا لاستخلاص الكراتوم.
- الإيثانول: الإيثانول مذيب شديد القطبية يُستخدم عادةً لاستخلاص الميتراجينين والمركبات الفينولية والتربينات والتريتربينويدات.
- الميثانول أو الأسيتون: الميثانول والأسيتون مذيبان غير قطبيين يمكن استخدامهما لاستخلاص الكراتوم. ومع ذلك، فإن كليهما قابل للاشتعال وسام، ولذلك ينبغي استخدامهما بحذر.
نوصي باستخدام الإيثانول المائي مذيبًا لاستخلاص الكراتوم بالموجات فوق الصوتية. فمزيج الماء والإيثانول المخصص للاستخدام الغذائي مذيب غير سام، يمكن إزالته بسهولة بعد الاستخلاص بالتقطير أو التبخير الدوراني.
نظرًا إلى قدرة الإذابة الخاصة بكل مذيب، يمكن أن تتميز مستخلصات الكراتوم بخصائص مختلفة. ويُظهر مستخلص الكراتوم المعزول باستخدام الإيثانول النقي أو نسبة عالية من الإيثانول خصائص تنبيه أقل، في حين تكون تأثيرات الميتراجينين المرخية والمخففة للقلق أكثر وضوحًا. ويمكن استخدام الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية مع أنواع مختلفة من المذيبات، مما يتيح لك إنتاج مستخلصات كراتوم ذات خصائص مختلفة.
اقرأ المزيد عن استخلاص القلويدات من المواد النباتية باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار!
دراسة حالة لاستخلاص الكراتوم بالموجات فوق الصوتية
سبق أن درست الأبحاث الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية وأثبتت أنه إجراء يزيد كفاءة الاستخلاص ومردود الميتراجينين المحرَّر.
قارن Orio وآخرون عام 2011 بين تقنيات استخلاص مختلفة، مثل الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية، والاستخلاص بمساعدة الموجات الدقيقة، والاستخلاص بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج، باستخدام الميثانول والإيثانول والماء والمخاليط الثنائية. وحقق جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار أعلى مردود من الميتراجينين. ونظرًا إلى إمكانية زيادة نطاق عمليات الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية بصورة خطية وصولًا إلى الإنتاج الصناعي، فإنها الطريقة الأكثر فعالية لإنتاج كميات أكبر من هذا القلويد.
وُجد أن التجفيف بالتجميد في البداية، مقترنًا بالاستخلاص بالموجات فوق الصوتية، كان الأكثر كفاءة عند استخدام مزيج من CHCl3 : MeOH بنسبة 1:4 (v/v) عند pH 9.5. وتساعد درجة حرارة استخلاص منخفضة بين 25 و45°C على تجنب تحلل المركبات النشطة حيويًا.
للاستخلاص بالموجات فوق الصوتية، تُوضع 5 g من أوراق الكراتوم المسحوقة والمجففة بالتجميد في كأس مخبري يحتوي على 200 mL من CHCl3:CH3OH بنسبة 1:4(v/v)، ويُوضع الكأس في حمام ثلجي لإبقاء درجة الحرارة منخفضة أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية. وتُعالَج العينة بالموجات فوق الصوتية باستخدام مجانس بالموجات فوق الصوتية UP200Ht (200W، 26kHz؛ انظر الصورة على اليسار). ويُضبط UP200Ht على سعة 100% ووضع تشغيل دوري بنسبة 50%، وتُعالَج العينة بالموجات فوق الصوتية لمدة نحو 4 min. وبعد ذلك، يُرشَّح مستخلص الأوراق عبر ورق ترشيح، ويُترك الراشح ليجف في طبق تبخير موضوع على حمام مائي.
ينتج الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية مستخلصات عالية الجودة، ويتميز بمردود مرتفع وزمن معالجة قصير وتشغيل آمن وسهل وتكلفة استثمارية منخفضة، فضلًا عن مراعاة البيئة.
جهاز استخلاص بالموجات فوق الصوتية UIP1000hdT مزود بمقلب لاستخلاص المركبات الكيميائية النباتية من الأعشاب والنباتات الأخرى.
أجهزة استخلاص قلويدات الكراتوم بالموجات فوق الصوتية
Hielscher Ultrasonics هي مورّدك ذو الخبرة الطويلة لأجهزة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء. ونقدم مجموعة كاملة، بدءًا من أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية الصغيرة المحمولة باليد، وصولًا إلى أجهزة الاستخلاص الصناعية بالكامل بالموجات فوق الصوتية للمعالجة المستمرة ضمن خط الإنتاج، وسنوصي لك بنظام موجات فوق صوتية مصمم وفقًا لمتطلبات عمليتك.
يمكن تشغيل جميع أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لدينا على مدار 24/7. وبحسب المادة الخام وحجم الاستخلاص، يمكنك الاختيار بين المعالجة بالموجات فوق الصوتية على دفعات والمعالجة بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج باستخدام مفاعل تدفق بالموجات فوق الصوتية.
تتيح لك مجموعة أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية وملحقاتها (مثل السونوترودات، و Cascatrodes، وأبواق تعزيز السعة، وخلايا التدفق، والمفاعلات وغيرها) تجميع منظومة محسّنة لتحقيق أهداف عمليتك.
يعطيك الجدول أدناه مؤشرًا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| من 1 إلى 300mL | من 10 إلى 100mL/min | UP50H |
| من 1 إلى 500mL | من 10 إلى 200mL/min | UP100H |
| من 10 إلى 2000mL | من 20 إلى 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| من 0.1 إلى 20L | من 0.2 إلى 4L/min | UIP2000hdT |
اتصل بنا! / اسألنا!
المراجع / المصادر
- Orio, Laura; Alexandru, Lavinia; Cravotto, Giancarlo; Mantegna, Stefano; Barge, Alessandro (2012): UAE, MAE, SFE-CO2 and classical methods for the extraction of Mitragyna speciosa leaves. Ultrasonics Sonochemistry 19 (2012) 591–595.
- Hakim Mas Haris et al. (2013): An Optimised Recovery of Mitragynine from Mitrgyna Speciosa Using Freeze Drying and Ultrasonic-Assisted Extraction Method. The Experiment Vol. 15(3), 2013. 1077-1083.
حقائق جديرة بالمعرفة
الكراتوم
يُعرف الكراتوم بمكوّنيه الرئيسيين المؤثرين في النفس، الميتراجينين (MG) و7-هيدروكسي ميتراجينين (7‐HMG)، الموجودين في أوراق Mitragyna speciosa.
الكراتوم مصطلح تايلاندي يشير إلى الشجرة وإلى تقنيات تحضير الأوراق للاستهلاك. وMitragyna speciosa Korth. شجرة دائمة الخضرة تنتمي إلى فصيلة القهوة (فصيلة Rubiaceae )، وموطنها الأصلي جنوب شرق آسيا.
مناهضات المواد الأفيونية
الناهض دواء ينشّط مستقبلات معينة في الدماغ. وتنشّط المواد الأفيونية الناهضة الكاملة مستقبلات المواد الأفيونية في الدماغ تنشيطًا كاملًا، مما ينتج التأثير الأفيوني الكامل. ومن أمثلة الناهضات الكاملة الهيروين والأوكسيكودون والميثادون والهيدروكودون والمورفين والأفيون وغيرها.
المناهض دواء يمنع تأثير المواد الأفيونية من خلال الارتباط بمستقبلاتها دون تنشيطها. ولا تُحدث المناهضات تأثيرًا أفيونيًا، وتمنع تأثير المواد الأفيونية الناهضة الكاملة. ومن أمثلتها النالتريكسون والنالوكسون. ويُستخدم النالوكسون أحيانًا لعكس تأثير جرعة زائدة من الهيروين.
التربينات مقابل التربينويدات
التربينات هيدروكربونات نقية تقوم على تراكيب من وحدات الإيزوبرين، في حين تكون التربينويدات معدّلة بالأكسدة. وهذا يعني أن التربينويدات مركبات مرتبطة بالتربينات، وتتميز بوجود مجموعة وظيفية أكسجينية أو بإعادة ترتيبات جزيئية. وعلى الرغم من أن التربينات والتربينويدات نوعان مختلفان من المركبات، فإن المصطلحين يُستخدمان غالبًا بالتبادل في الاستعمال الشائع.