تحجيم ثلاثي الأطوار محسّن
- التقسيم على ثلاث مراحل (TPP) هو تقنية لاستخلاص وفصل وتنقية المكونات ، مثل الدهون والأنزيمات وعديد السكاريد والجزيئات الحيوية الأخرى ، من المواد البيولوجية.
- إن عملية التقسيم على ثلاث مراحل بمساعدة الموجات فوق الصوتية تتفوق على TPP التقليدي من خلال إنتاجية أعلى ونقاء محسن وسرعة استثنائية.
- يتم استخدام TPP فوق الصوتي للأحجام الصغيرة والكبيرة ويمكن تحجيمها بسهولة إلى الإنتاج الصناعي.
بالموجات فوق الصوتية ثلاثية الطور Partitoning
تقسيم ثلاثي الطور
التقسيم على ثلاث مراحل (TPP) هو عملية بسيطة وفعالة من خطوة واحدة لفصل وتنقية وتركيز الجزيئات الحيوية مثل الإنزيمات ، والدهون ، والسكريات المتعددة الخ من المخاليط المعقدة.
يتم إجراء TPP بواسطة إضافة متتالية لكمية كافية من الملح (عادة كبريتات الأمونيوم) ومذيب عضوي (بشكل أساسي تي-butanol /ثالثي-butanol) وتستخدم الأملاح مثل كبريتات الأمونيوم عند بعض التشبع لتسرع البروتين. مذيب عضوي مثل تي- يضاف البوتانول لتشكيل طبقات ثلاثية الطور ولإزالة المركبات منخفضة الوزن الجزيئي مثل الدهون والفينولات وبعض المنظفات. منذ تي- يحتوي البوتانول على نقطة غليان عالية ، ولكن أقل قابلية للاشتعال من الإيثانول والميثانول ، تي-butanol هو المذيب المفضل لـ TPP.
بعد معالجة المستخلص الخام والتصفية ، ينفصل الخليط إلى ثلاث مراحل متميزة: المذيب العلوي (تي-butanol) الطور يحتوي على مركبات غير قطبية ، والتي يتم فصلها عن المرحلة المائية السفلية (المحتوية على مركبات قطبية) بواسطة رواسب داخل بينية. يتم تقسيم البروتينات المرغوبة بشكل انتقائي إلى مرحلة واحدة والبروتينات الملوثة الأخرى إلى المرحلة الأخرى. هذا يسبب التنقية الجزئية وتركيز البروتين. عملية الاستخراج هي عبارة عن دمج الكوسموتروبيك ، التمليح ، ترسيب الأيزوتونيك والترسيب الأسموزي للبروتينات.
Ultrasonically المحسن TPP
سونيكيشن يكثف عملية الشراكة عبر المحيط الهادئ بشكل كبير. يتم تطبيق الشراكة عبر المحيط الهادئ بمساعدة بالموجات فوق الصوتية بنجاح لفصل وتنقية الجزيئات الحيوية. وقد تم عزل مجموعة واسعة من biomoelcules أكثر كفاءة في وقت أقصر. على سبيل المثال، الإنزيمات من النباتات (على سبيل المثال البروميلاين، الباباين، العاكس، بوليفينول أوكسيديز ومثبطات التربسين)، والحيوانات (على سبيل المثال التربسين، α-chymotrypsin، chymosin، البيبسين ولوسيفيراز) والميكروبات (على سبيل المثال ليباز، α-amylase، α-galactosidase، سيكلوسيفبيبتيداز، تم تنقية الجليكوزيلترانس، والإنزيمات الفيبرينولتيك) فائدة إضافية من الشراكة عبر المحيط الهادئ بالموجات فوق الصوتية هو النشاط المعزز للإنزيمات المختلفة ، مما يؤدي إلى ارتفاع الغلة واضح (>100%) منذ الانزيم المستهدف أو البروتين يعجل بها في الطبقة الوسطى بين المراحل العضوية والمائية.
يمكن استخدام TPP بالموجات فوق الصوتية بشكل فعال مع عينات الخام ويمكن زيادتها بسهولة.
Sonication يحسن تقسيم ثلاث مراحل بشكل كبير وينتج أعلى العائد والنقاء في وقت العملية أقصر بكثير.
- ارتفاع العائد
- شفاء سريع
- عالية النقاء
- توفير الوقت
- غير مكلف
- سهلة للتشغيل
- صديقة للبيئة
- للمعامل والصناعة
أمثلة على US-TPP
TPP بالموجات فوق الصوتية لاستخراج أستازانتين
لاستخراج astaxanthin (AX) ، الجمع بين العلاج TPP و sonication مع Hielscher UP400S ليس فقط بسيطة قابلة للتطبيق بسهولة ، ولكن أيضا تقنية فعالة جدا لعزل AX من الكتلة الحيوية البكتيرية من Paracoccus NBRC 101723. يمكن تحسين متغيرات التشغيل من صوتنة للحصول على نتائج الاستخراج الأمثل. معلمات معالجة الموجات فوق الصوتية مثل الاتساع والوقت ودرجة الحرارة وأوعية استخراج (الحجم والشكل) وكذلك حجم الجسيمات من الكتلة الحيوية ، تؤثر على إطلاق الموجات فوق الصوتية من AX من الكتلة الحيوية بشكل كبير. Ultrasonication من الكتلة الحيوية الرطبة يعطي نتائج أفضل من TPP بالموجات فوق الصوتية من الكتلة الحيوية المجففة لاستخراج سريع وفعال من AX. ينتج عن TPP فوق الصوتي تعافي AX بنسبة 37٪ أعلى من استخلاص المذيبات التقليدية. (راجع تشوغل وآخرون. 2013)
TPP بالموجات فوق الصوتية لفصل andrographolide من Andrographis paniculata
Andrographolide هو دوتربينويد labdane ، والتي هي ذات قيمة عالية مضادة للالتهابات ، ومضادات الأكسدة ، كبد ، تأثيرات مضادة للسرطان ومكافحة السكري. تظهر الدراسات المقارنة أن TPP فوق الصوتي لم يزيد فقط من إنتاج andrographolide ولكن أيضا يحسن النشاط المضادة للأكسدة مقارنة مع TPP التقليدي.
معالجات فوق صوتية عالية الأداء
Hielscher Ultrasonics متخصصة في تصميم وتصنيع أنظمة الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة لاستخراجها بالإضافة إلى العديد من العمليات الأخرى.
مجموعة منتجاتنا تغطي الصغيرة ، أجهزة مختبرية قوية، قوية ultrasonicators مقاعد البدلاء قوية و أنظمة صناعية عالية الأداء. المشعب مستلزمات السماح للتكيف المثالي للنظام بالموجات فوق الصوتية لمتطلبات عملية محددة. تم تصميم جميع أجهزة الموجات فوق الصوتية Hielscher للعملية على مدار 24/7 تحت الحمولة الكاملة.
تتيح لنا خبرتنا الطويلة في المعالجة بالموجات فوق الصوتية أن نتشاور مع عملائنا من أول اختباراتهم مع الموجات فوق الصوتية من خلال خطوات عملية التحسين والتنفيذ على النطاق الصناعي.
يرجى استخدام النموذج أدناه لإخبارنا عن العملية الخاصة بك! يسعدنا أن نوصي بمناقشة فرص ومزايا صوتنة التطبيق الخاص بك.
معدات الموجات فوق الصوتية قوية وموثوق بها من المختبر إلى النطاق الصناعي.
مراجع الادب
- Chougle, J.A: وآخرون (2013): ساعدت الموجات فوق الصوتية على ثلاث مراحل تقسيم (UATPP): تقنية جديدة تم تطويرها لاستخراج أستازانتين من Paracoccus NBRC 101723. CSBE/SCGAB 2013 – المؤتمر السنوي جامعة ساسكاتشوان ، ساسكاتون ، 7-10 يوليو 2013.
- Ketnawa، S. et al (2017): Phase partitioning for enzyme separation: An overview and recent applications. International Food Research Journal 24 (1)، 2017. 1-24.
- Varakumar، S. et al. (2017): استخراج محسّن من oleoresin من مسحوق الزنجبيل (Zingiber officinale) باستخدام التقسيم ثلاثي الطور بمساعدة. كيمياء الأغذية 216 ، 2017. 27–36.
- يان جى كى وآخرون. (2018): تفاعلت الموجات فوق الصوتية مع التقسيم على ثلاث مراحل لاستخراج وفصل عديدات السكريات Flumea Corbicula والآليات ذات الصلة الممكنة. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 40، Part A، 2018. 128-134.
حقائق تستحق العلم
تقسيم ثلاثي الطور (TPP)
TPP هو تقنية biioseparation ، تعتمد على تقسيم المكونات القطبية والبروتينات ومكونات مسعور في ثلاث مراحل تتألف من الماء ، وكبريتات الأمونيوم و t- بيوتانول.
يتم تنقية الأنزيمات العلاجية والصناعية الهامة المتعددة (مثل ألفا غالاكتوزيداز ومثبطات ألفا-أميلاز والبروتياز) والمركبات الطبيعية (مثل diterpenes مثل forskolin و andrographolide) من خلال التقسيم على ثلاث مراحل. في حين تتراكم الأصباغ والدهون ومثبطات الإنزيم في الطور العلوي المذيب ، والذي يتم فصله عن الطور المائي السفلي ، حيث تتراكم مكونات قطبية مثل السكريدات ، بواسطة طبقة بروتينية متوسطة مترسبة. منذ تي- يربط البوتانول بروتينات TPP المترسبة ، التي تحدث كبروتينات copanipolate بروتين-بوتانول ، وهي تطفو بين طبقة عضوية ومائية ويمكن فصلها وتنقيتها بسهولة. بشكل عام ، يتم استعادة الجزيئات الحيوية في شكل مطهر في المرحلة البينية ، في حين أن معظم الملوثات التقسيم إلى تي- البوتانول (الطور العلوي) والطور المائي (الطور السفلي).
أستازانتين
Astaxanthin (3، 3'dihydroxy-ß، ß-carotene 4، 4'-dione) هو كيتو كاروتينويد الذي ينتمي إلى فئة تيربين. كما رباعية التراتربورويد بنيت من خمس سلائف الكربون, isopentenyl ثنائي الفوسفات, وثنائي الفوسفات ثنائي ميثيلال. Astaxanthin هو خنزير نبات أصفر برتقالي وبالتالي تصنف على أنها xanthophyll. أستازانتين يوجد أساسا في الطحالب الدقيقة والخميرة والسالمونويدات وسمك السلمون المرقط والكريل والجمبري وجراد البحر والقشريات. كما زبال الجذور الحرة قوية للغاية، ومكافحة الجلد، مضاد للمسرطنة وكمحسن للجهاز المناعي، ويستخدم astaxanthin كمكمل وكمضاف اتّساب في الأطعمة والمستحضرات الصيدلانية ومستحضرات التجميل. الموجات فوق الصوتية TPP يحسن عملية استخراج وفصل astaxanthin من المصادر الطبيعية ويجعل إنتاجها الاقتصادي قابلة للتطبيق على المستوى الصناعي.
UIP1000hdT – 1kW ultrasonicator الصناعية