Artemisinin може да бъде ефективно извлечени чрез високоефективни ултразвук. Ултразвукова екстракция дава много високи добиви на artemisinin с помощта на леки разтворители. Процесът на екстракция, прилагайки ултразвук, се ускорява драстично. Условията за обработка в ултразвукови екстрактори са прецизно контролирани, което позволява да се предотврати разграждането на топлочувствителното биомокулен артемизинин.

Артемизинин екстракция

Artemisinin е биоактивна молекула присъства в trichome жлези на растението Artemisia annua, който се използва като анти-малария наркотици и показва висок потенциал като лекарство за лечение на няколко други заболявания, включително рак и SARS-CoV-2. Традиционният метод на екстракция включва токсични разтворители и е скъп, неоптимален процес. За да се произвеждат артемизин в голям мащаб при екологично и икономически благоприятни условия, е необходима ефикасна и зелена техника за екстракция. Ултразвуковата екстракция е широко установен метод за екстракция, който може да се използва в комбинация с вода или етанол като нетоксични разтворители. Ултразвукова екстракция вече е доказано, че са били високо добиви на artemisinin, така че производството на artemisinin може бързо да се мащабира до големи обеми. Ултразвуково оборудване за екстракция за партида и внезапив обработка на промишлено ниво е лесно достъпно.

Ултразвукова екстракция на Artemisinin от Артемизия annua

Използването на ултразвук за захранване за екстракцията отличи други методи за екстракция в различни основни фактори, включително добив, време за добив, екологосъобразност, и разходна ефективност.

Недостатъците на традиционните Artemisinin извличане

Традиционните методи за екстракция за artemisinin са отнема време, може да увреди биоактивни молекули artemisinin поради високи температури, приложени, и имат високо въздействие върху околната среда поради органични разтворители, използвани при високи температури. Освен това, в низходящия процес е необходимо да се отстранят примеси от суровия екстракт.

Предимствата на ултразвуковата екстракция на Artemisinin

Прилагането на ултразвук за извличане на енергия има няколко положителни ефекти, които засилват процеса на екстракция: Високоефективният ултразвук създава акустична кавитация. Тази акустична кавитация насърчава ботаническата екстракция чрез разрушаване на клетките, така че захванатите биомолекули се освобождават от клетъчната матрица на растението. Освен това, кавитационни сили засилване на масов трансфер транспортиране на биомолекули като artemisinin ефективно в околния разтворител. Принципът на работа на ултразвуковата екстракция може да бъде допринесъл за чисто механични сили на кавитация. Това означава, че ултразвукът е не-топлинна, нехимическа екстракция. Тъй като техниката на нетермично извличане прави ултразвуковата екстракция особено благоприятна, тъй като artemisinin е термично чувствителен съединение, което означава, че по-високи температури (например, 70 ° C) ще предизвика неговото разлагане. Следователно, Artemisia annua L. не може да се вари в гореща вода, за да получи artemisinin.

Зелени разтворители за ултразвукова екстракция на Artemisinin

Класически екстракционни разтворители, използвани за производството на артемизинин, включват хексан, петролеев етер или дихлорометан. Ултразвуковото задвижване на екстракция е съвместимо с всеки разтворител, включително и с леки, зелени разтворители като етанол или вода. Ултразвуковата екстракция на artemisinin с етанол е еднакво ефективна в сравнение с тежките разтворители. Като artemisinin експонати лошо водоразтворимост циклодекстрини може да се използва за подобряване на ултразвукова студена вода екстракция на artemisinin.

Какво прави ултразвуковата екстракция на Artemisinin толкова ефективно?

За да се разберат предимствата на ултразвуковото подпомагане на екстракцията, трябва да се разбере принципът на работа на ултразвука. Механизмът за усилване на екстракцията на ултразвука се дължи главно на явлението акустична кавитация. Ултразвукова кавитация причинява сблъсъци между частиците на ботаническата биомаса (като например Артемизия annua L. листа), което води до междучастични фракции и намаляване на размера на частиците. Когато кавитационните мехурчета се срутват върху повърхността на растителните твърди вещества, ерозията и сонопорацията уголемяват повърхността на частиците по-нататък. По този начин засиления трансфер на маса улеснява отделянето на молекули като протеини, липиди, захари, витамини, антиоксиданти, фитохимикали (например, artemisin) и хранителни влакна. Ултразвуково генерираните сили на срязване подобряват проникването на разтворителя в клетъчната матрица на ботаниката и подобряват пропускливостта на клетъчните мембрани, съответно. Тези механизми на ултразвука на енергия са отговорни за значителното интензифициране на процеса, постигнато, когато ултразвукът се прилага за ботаническо извличане.

Енергийните ултразвукови вълни нарушават клетъчната структура на растителните вещества, освобождават биоактивните съединения и стимулират масовия трансфер между растителния материал и разтворителя (например етанол).

Доказани резултати от ултразвукова екстракция на Artemisinin

Няколко научни изследвания са били предприети, за да се проучи ефективността и практичността на ултразвукова екстракция на artemisinin от Artemisia annua листа.

Briars и Paniwnyk показа ", че ултразвук при ниски температури увеличава добива на artemisinin екстрахиран от A. annua с около 58% и екстрактите изглеждат по-чисти в сравнение с конвенционалните накисване; Следователно използването на ултразвук по време на екстракция има потенциал за производство на по-ниски разходи artemisinin базирани лечения." (Брий и Тед, 2013 г.)

Zhang et al. (2017) изследва ултразвукова екстракция на артемизинин с помощта на пропиленгликол метил етер (PGME) като разтворител. Ултразвуково произведени екстракт от артемизинин е анализиран с помощта на ултра-производителност течна хроматография (UPLC). Резултатите от анализа подчертаха качеството на екстракта. Благодарение на добрата повторяемост на процеса и стабилността на екстрахиран артемизинин, ултразвуковото подпомагане екстракцията, използвайки зеления и ефективен моноетер пропилен пропилен гликол метил етер (PGME) като разтворител показва големи перспективи в екстракцията и отделянето на биоактивни молекули от растителните. Ултразвукова екстракция с помощта на пропиленгликол метил етер (PGME) като разтворител води до висока обща ефективност на екстракцията и високи добиви на artemisinin. (срв. Джан и др., 2017 г.)

В друго проучване, Zhang et al. (2020) представя ултразвукова екстракция на artemisinin използвайки хидроксипропил-β-циклодекстрин. Добавянето на циклодекстрин подобрява освобождаването на слабо разтворим във вода съединение artemisinin и позволява да се използва вода като разтворител с добри екстракция добиви. Ултразвукова екстракция в комбинация с циклодекстрин увеличава сумата на артемизинин до 8,66 mg / g, което е значително повече от съответното количество от 1,70 mg / g, получено във вода.

Високоефективни ултразвукови екстрактори за производство на Artemisinin

Високопроизводителни ултразвукови системи за екстракция от Hielscher Ултразвук се използват в световен мащаб на R&D, малки, средни и напълно търговски нива на производство в различни индустрии, като например в храни, хранителна добавка и фармацевтично производство. Високопроизводителните ултразвукови екстрактори усилват процеса на екстракция и увеличават добива, като по този начин подобряват цялостната ефективност на висококачественото производство на екстракт. Hielscher Ultrasonics предлага оборудване за извличане за всеки обем / капацитет процес. Притежавайки опит в ботаническа екстракция за повече от 25 години, Hielscher Ultrasonics е вашият надежден партньор за високопроизводителната ултразвукова екстракция от Artemisia annua!

Високоефективни, най-съвременни ultrasonicators

Умните характеристики на ултразвуковите ултразвукови апарати Hielscher са предназначени да гарантират надеждна работа, възпроизводими резултати и удобство за ползване. Оперативните настройки могат лесно да бъдат достъпни и набрани чрез интуитивно меню, което може да бъде достъпно чрез цифров цветен сензорен дисплей и дистанционно управление на браузъра. Следователно, всички условия на обработка като нетна енергия, обща енергия, амплитуда, време, налягане и температура се записват автоматично на вграден SD-карта. Това ви позволява да преразгледате и сравните предишни sonication писти и да се оптимизира процесът на екстракция на artemisinin до най-висока ефективност.
Hielscher Ultrasonics системи се използват в световен мащаб за производство на висококачествени растителни екстракти. Hielscher промишлени ultrasonicators могат лесно да работят с високи амплитуди при непрекъсната работа (24/7/365). Амплитуди до 200μm могат лесно да се генерират непрекъснато със стандартни сонотроди (ултразвукови сонди / рога). За още по-високи амплитуди са налични персонализирани ултразвукови сонотроди. Благодарение на тяхната здравина и ниска поддръжка, нашите системи за ултразвукова екстракция са често инсталирани за тежки приложения и в трудни условия.

Свържете се с нас сега, за да научите повече за ултразвукова екстракция на artemisinin от растението Артемизия annua. Ще се радваме да ви изпратим информация за нашите системи за ултразвукова екстракция и ценообразуване! Нашият опитен персонал ще се радва да обсъди с Вас вашите изисквания за кандидатстване и обработка!
Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators: