Hielscher Ultrasonics
Vi vil med glæde diskutere din proces.
Ring til os: +49 3328 437-420
Send os en mail: info@hielscher.com

Alkaloidekstraktion ved hjælp af en sonde-ultralydsapparat

Alkaloider er bioaktive forbindelser, som effektivt kan ekstraheres fra planter ved hjælp af ultralydbehandling. Alkaloider udviser en bred vifte af biologiske virkninger og bruges derved som lægemidler og terapier. Ultralydsekstraktion er den foretrukne teknik til fremstilling af alkaloidekstrakter af høj kvalitet fra plantemateriale. Ultralydsekstraktion resulterer i meget høje alkaloidudbytter, mens ekstraktionstiden er kort, og ultralydsudstyret er sikkert og let at betjene.

Højeffektiv alkaloidekstraktion ved hjælp af Power-Ultrasound

Hvordan fremmer ultralydsekstraktion isoleringen af alkaloider?
Ultralydsekstraktion bruger lavfrekvente ultralydsbølger (f.eks. 20-26kHz frekvens) og ultralyds effekt af akustisk kavitation. Ultralydsbølger med høj intensitet skaber kavitationsbobler, der kollapser, hvilket genererer lokalt energitætte tryk- og temperaturforskelle samt kraftige forskydningskræfter, som perforerer og bryder plantecellevægge og plantevæv op. Væskestrømmen, der genereres ved kavitation, fremmer masseoverførsel mellem den intracellulære matrix og det omgivende opløsningsmiddel, så alkaloiderne frigives effektivt. Til ultralydsalkaloidekstraktion anbringes plantematerialet (f.eks. Malede tørrede blade) i et opløsningsmiddel, som typisk er en blanding af vand og et organisk opløsningsmiddel såsom vandig ethanol. Polære opløsningsmidler som methanol og ethanol har vist sig at være mest effektive til høje alkaloidudbytter. Efter en kort ultralydsbehandling af gyllen – bestående af plantemateriale og opløsningsmiddel – alkaloiderne frigives fra plantecellerne og er til stede i opløsningsmidlet, hvorfra de kan isoleres og renses (f.eks. ved hjælp af en rotorfordamper).

Anmodning om oplysninger







Ultralydsbatchekstraktion af alkaloider fra plantemateriale ved hjælp af ultralydssonden UP400St.

Ultralydsapparat UP400St til alkaloidekstraktion fra plantemateriale.

Videoen viser den meget effektive og hurtige ultralydsekstraktion af alkaloider fra tobak. Den anvendte ultralydsprocessor er en Hielscher UP400St ultralydsapparat, som er ideel til at fremstille mellemstore partier af ekstrakter af høj kvalitet. Til store mængder leverer Hielscher Ultrasonics industrielle ultralydssystemer til kontinuerlig inline-ekstraktion.

Fuldspektret ekstraktion fra tobak ved hjælp af ultralyd UP400St

Video Miniature

Vigtigste fordele ved ultralyd alkaloidekstraktion

Ultralydsekstraktion betragtes som overlegen ekstraktionsteknik til isolering af alkaloider fra plantematerialer, da det giver flere fordele, herunder:

  1. Øget ekstraktionseffektivitet: Ultralydsekstraktion kan øge udbyttet af alkaloider med mere end 200% sammenlignet med traditionelle ekstraktionsmetoder.
  2. Reduceret ekstraktionstid: Ultralydsekstraktion kan reducere ekstraktionstiden betydeligt, hvilket giver mulighed for hurtigere og mere effektiv behandling af store mængder plantemateriale.
  3. Lavere forbrug af opløsningsmiddel: Ultralydsekstraktion kan reducere mængden af opløsningsmiddel, der kræves til ekstraktion, hvilket resulterer i reduceret opløsningsmiddelforbrug og reduceret miljøpåvirkning.
  4. Selektiv ekstraktion: Ultralydsekstraktion kan bruges til selektivt at ekstrahere visse alkaloider ved at vælge det passende opløsningsmiddel, procesparametre og ekstraktionstemperatur. Efterhånden som uønskede forbindelser efterlades, forbedres renheden af det endelige produkt.
  5. Let at skalere op: Ultralydsekstraktion kan let skaleres op til at håndtere større mængder plantemateriale, hvilket gør det velegnet til kommerciel produktion. Ultralydsprocesser kan skaleres lineært, hvilket letter implementeringen i industriel skala.

Samlet set tilbyder ultralydsekstraktion en hurtigere, mere effektiv og mere miljøvenlig tilgang til isolering af alkaloider fra plantematerialer.

Ultralyd alkaloidekstraktion fra bladene på Soursop-træet

Ultralydsekstraktoren UP400ST med temperatursensor blev brugt til ekstraktion af alkaloider fra tørrede blade.Nolasco-González et al. (2022) undersøgte effektiviteten og effektiviteten af ultralydsekstraktion af bioaktive forbindelser, herunder phenolforbindelser, alkaloider, acetogeniner (alle med høj antioxidantkapacitet) fra bladene af plantearten Annona muricata (soursop træ). Til ultralydsekstraktion brugte de sonde-type ultralydsapparat UP400S under følgende betingelser: 80% amplitude, 0,7 s pulscyklus, i 4,54 min. Totalt opløselige phenoler (TSP) blev ekstraheret ved hjælp af 0,5 g tørret bladpulver og 20 ml acetone: vand (80:20 v/v). Det ultralydsproducerede ekstrakt indeholdt 178,48 mg/100 ml opløselige phenoler, 20,18 mg/100 ml totale flavonoider, 27,81 mg/100 ml hydrolyserbare polyfenoler, 167,07 mg/100 ml kondenserede tanniner, 30,44 mg/100 ml totale alkaloider og 14,62 mg/100 ml samlede acetogeniner. Ekstraktet isoleret med U400S sonde-type ultralydsapparat (se billedet til venstre) udviste en høj antioxidantkapacitet og et højere indhold af bioaktive forbindelser fra ~ 6 til ~ 927 gange end afkog eller infusion, afhængigt af typen af forbindelse. Fireogtyve forskellige phenolforbindelser blev identificeret i prøverne, og det ultralydsisolerede ekstrakt producerede den højeste koncentration.
[jf. Nolasco-González et al., 2022]

Ultralyd alkaloidekstraktion giver overlegne udbytter med en høj antioxidantkapacitet og udmærker ekstraktionsteknikker såsom afkog og infusion.

Antioxidantkapacitet af ekstrakter opnået ved de optimale betingelser for ultralydsassisteret ekstraktion (UAE), afkog og infusion. Ultralydsekstrakter viser konsekvent betydeligt højere antioxidantkapacitet.
(Undersøgelse og grafik: ©Nolasco-González et al., 2022)

Ultralydsekstraktion med UP400S gav et fuldspektret ekstrakt indeholdende et højt udbytte af adskillige phenolforbindelser.

HPLC-kromatogram af phenolforbindelser fra ultralydsisoleret ekstrakt af Annona muricata blade ved hjælp af ultralydsapparatet UP400S.
1) shikiminsyre, 2) gallussyre, 3) protocatechuinsyre, 4) neochlorogensyre
5) 3,4-dihydroxyphenyleddikesyre, 6) 4-hydroxybenzoesyre, 7) chlorogensyre, 8) 4-hydroxyphenyleddikesyre, 9) vanillinsyre, 10) syringinsyre, 11) 3-hydroxybenzoesyre, 12) koffeinsyre, 13) 4-hydroxybenzaldehyd, 14) homovanillinsyre, 15) 3-(4-hydroxyphenyl), 16) p-kumarsyre, 17) transferulinsyre, 18) transkanelsyre, 19) gallocatechin, 20) epigallocatechin, 21) catechin, 22) epicatechin, 23) rutin, (24) ellaginsyre.
(Undersøgelse og grafik: ©Nolasco-González et al., 2022)

Lee et al. (2021) havde lignende bekræftede resultater, da de rapporterer 2,3 gange flere alkaloider fra A. muricata-blade ekstraheret under ultralydbehandling (340 W, 56 ◦ C, 30 min) sammenlignet med Soxhlet-ekstraktion (7 timer, 80 ◦ C).

Ultralydssonde-type ekstraktor til isolering af alkaloider fra plantematerialer såsom blade, bark, rødder og stængler.

Ultralyd ekstraktor UIP1000hdT med omrører til alkaloidekstraktion i batchtilstand.

Ultralydsekstraktion af specifikke alkaloider

Indol alkaloid ekstraktion fra Mimosa rodbark og Ayahuasca ved hjælp af en ultralydsapparat

Mimosa rodbark såvel som ayahuasca blade indeholder alkaloidet N,N-dimethyltryptamin (DMT). Dimethyltryptamin (DMT) undersøges i øjeblikket i kliniske forsøg for dets hallucinogene virkninger og derfor som et potentielt lægemiddel til behandling af depression og posttraumatiske stresslidelser (PTSD). Ultralydbehandling fremmer effektivt frigivelse og isolering af alkaloidet fra Mimosa hostilis rødder og Psychotria viridis blade (ayahuasca). Ultralyd DMT-ekstraktion giver høje udbytter inden for meget kort tid. Hielscher sonde-type ultralydapparater er kompatible med næsten ethvert opløsningsmiddel og anvendes til fremstilling af bioaktive forbindelser af farmaceutisk kvalitet til brug under forskning og medicinske omgivelser samt til prøveforberedelse før analytisk kvalitet og styrketest. Derfor kan Hielscher ultralydapparater lette medicinsk DMT og botanisk forskning på mange måder.
Den mest almindelige kilde til indolakaloidet N,N-dimethyltryptamin (DMT) i jurematræ, den kommer fra Mimosa hostilis rødder (almindeligvis kendt som jurema preta). Ayahuasca er det traditionelle navn for en anden planteart, hvor bladene på busken Psychotria viridis er rige på DMT.
Både mimosa rodbark (også mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; forkortelse MHRB) og ayahuasca-blade indeholder forskellige bioaktive forbindelser, som i øjeblikket undersøges i kliniske forsøg vedrørende deres potentiale som terapeutisk lægemiddel. Mimosa rodbark indeholder tanniner, saponiner, tryptaminer, alkaloider, lipider, phytoindoler, xylose, phytosteroler, glucosider, rhamnose, arabinose, methoxychalcones, lupeol og kukulkaniner. Disse bioaktive forbindelser kan effektivt ekstraheres fra rodbarken ved hjælp af sonde-type ultralydapparater. Ultralydsekstraktion er den overlegne teknik til at isolere målstoffer såsom alkaloider fra botanisk materiale såsom mimosa rodbark og ayahuasca blade. Sonikering udmærker sig ved at give høje udbytter inden for en meget kort ekstraktionstid. Milde procesforhold sikrer den højeste ekstraktkvalitet og forhindrer uønsket nedbrydning af de aktive molekyler.

Ultralydsekstraktion og oprensning af fytokemikalier fra planter: Billedet viser sonde-type ultralydsapparat UP400ST, et Büchi vakuumfilter og rotorfordamper til ekstraktion af curcumin.

Ekstraktionsopsætning til botanisk isolering: Sonde-type ultralydsapparat UP400ST, Büchi vakuumfilter og rotorfordamper til udvinding af fytokemikalier såsom alkaloider og phenoler.

Ultralydsekstraktorer fra Hielscher giver mulighed for pålidelig og effektiv produktion af store mængder alkaloidekstrakter. Ultralydsekstraktion giver høje alkaloidudbytter af overlegen kvalitet inden for kort behandlingstid.

Ultralyd ekstraktor UIP2000hdT med batch af rustfrit stål i farmaceutisk kvalitet til industriel produktion af alkaloidekstrakter.

Anmodning om oplysninger







 

I denne præsentation introducerer vi dig til fremstilling af botaniske ekstrakter. Vi forklarer udfordringerne ved at producere botaniske ekstrakter af høj kvalitet, og hvordan en soniker kan hjælpe dig med at overvinde disse udfordringer. Denne præsentation viser dig, hvordan ultralydsekstraktion fungerer. Du lærer, hvilke fordele du kan forvente ved hjælp af en soniker til ekstraktion, og hvordan du kan implementere en ultralydsekstraktor i din ekstraktproduktion.

Ultralyd botanisk ekstraktion - Sådan bruges sonikere til at udvinde botaniske forbindelser

Video Miniature

 

Hielscher ultralydapparater til effektiv alkaloidekstraktion

Hielscher Ultrasonics designer, fremstiller og distribuerer højtydende ultralydsekstraktorer, der bruges til videnskabelig forskning samt produktion af ekstrakter af farmaceutisk kvalitet.
Overlegen ekstraktionseffektivitet:Ultralydsassisteret ekstraktion er en videnskabeligt dokumenteret teknik med en ekstraordinær høj effektivitet med hensyn til ekstraktion af bioaktive forbindelser fra planter. Mens traditionelle metoder ofte tager lang tid (flere timer op til dage), tager ultralyd botanisk ekstraktion kun et par minutter.

Højt ekstraktionsudbytte og overlegen ekstraktkvalitet med Hielscher ultralydapparater

Ultralydsdrevet ekstraktion giver mulighed for fuldstændig frigivelse af bioaktive forbindelser fra plantematerialet. Ultralydskavitation bryder den cellulære matrix og frigiver de bioaktive molekyler effektivt i det omgivende opløsningsmiddel. Sammenlignende undersøgelser viste, at sonikering giver højere ekstraktudbytter end andre ekstraktionsteknikker (f.eks. Soxhlet, maceration, afkog, infusion). Ultralydsekstraktion er kompatibel med ethvert opløsningsmiddel og giver derved også mulighed for brug af meget mildt opløsningsmiddel såsom vand eller vandig ethanol. Med hensyn til specifikke ekstraktionskrav kan polære og ikke-polære opløsningsmidler vælges, og det er ikke noget problem at skifte mellem opløsningsmidler. Præcis kontrol over procesparametre (f.eks. amplitude), brug af milde opløsningsmidler og nøjagtig temperaturkontrol forhindrer nedbrydning og kontaminering af bioaktive forbindelser (f.eks. Alkaloider, polyfenoler, flavonoider, cannabinoider osv.) under ultralydsekstraktion.

Alsidig anvendelse af Hielscher ultralydapparater

Mens alternative ekstraktionsteknikker (f.eks. Superkritisk CO2, opløsningsmiddelekstraktion, perkolation osv.) ofte kun kan anvendes til ekstraktion af specifikke molekyler afhængigt af molekylvægt, opløselighed og varmefølsomhed, giver ekstraktionen med Hielscher højtydende ultralydapparater mulighed for alsidig ekstraktion af enhver botanisk forbindelse. Ultralydsassisteret ekstraktion kan anvendes pålideligt til ekstraktion af bredspektrede ekstrakter, der indeholder bioaktive forbindelser såsom polyfenoler, alkaloider, anthrakinoner, flavonoider, glycosider, lipider, pektin og polysaccharider.

Fremragende energieffektivitet og miljøvenlighed

Energiforbruget ved ultralydassisteret ekstraktion er langt mindre end de traditionelle metoder til udvinding af medicinske forbindelser fra planter.

Pålidelighed på grund af processtandardisering med Hielscher ultralyd

Hielscher ultralydapparater kan fjernstyres via browserkontrol. Sonikeringsparametre kan overvåges og justeres præcist til proceskravene.Hielscher ultralydapparater giver mulighed for præcis kontrol over alle ultralydsprocesparametre såsom amplitude, intensitet, varighed og temperatur. Procesparametrene kan nemt styres og overvåges løbende. Derudover er alle procesparametre automatisk protokoliseret som CSV-fil på et indbygget SD-kort. Dette gør det muligt for operatøren at revidere sonikeringskørsler, optimere ekstraktionsprocessen og sikre ensartet ekstraktkvalitet. Hielscher ultralydapparater gør det muligt for producenter at producere botaniske ekstrakter af overlegen kvalitet og lette opfyldelsen af god fremstillingspraksis (GMP).

Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:

Batch volumen Flowhastighed Anbefalede enheder
1 til 500 ml 10 til 200 ml/min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4 l/min UIP2000hdT
10 til 100L 2 til 10 l/min UIP4000hdT
15 til 150L 3 til 15 l/min UIP6000hdT
n.a. 10 til 100 l/min UIP16000
n.a. Større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg os!

Bed om mere information

Brug formularen nedenfor til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, applikationer og pris. Vi vil med glæde diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!












Ultralyd botanisk ekstraktion giver højere udbytter. Hielscher UIP2000hdT, 2000 watt homogenisator er kraftig nok til nemt at udtrække batcher fra 10 liter til 120 liter.

Ultralydsekstraktion af botaniske stoffer - 30 liter pr. 8 gallon batch

Video Miniature

Ultralydshomogenisatorer med høj forskydning anvendes i laboratorie-, bord-top-, pilot- og industriel behandling.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer til blandingsapplikationer, dispersion, emulgering og ekstraktion i laboratorie-, pilot- og industriel skala.



Litteratur / Referencer

Fakta, der er værd at vide

Hvad er alkaloider?

Alkaloider danner en klasse af naturligt forekommende nitrogenholdige forbindelser med lav molekylvægt, der ofte findes som sekundære metabolitter i planteriget. Et alkaloid indeholder mindst et nitrogenatom. Alkaloider syntetiseres biokemisk fra en af følgende tre almindelige aminosyrer – lysin, tyrosin og tryptofan.
I planter findes alkaloider generelt som salte af organiske syrer som eddikesyre, æblesyre, mælkesyre, citronsyre, oxalsyre, vinsyre, garvesyre og andre syrer. Nogle svage basiske alkaloider (såsom nikotin) forekommer frit i naturen. Nogle få alkaloider forekommer også som glykosider af sukker såsom glukose, rhamnose og galactose, for eksempel alkaloider af solanum-gruppen (solanin), som amider (piperin) og som estere (atropin, kokain) af organiske syrer (jf. Ramawat et al., 2009).
Mange alkaloider er bioaktive forbindelser, der udviser medicinske eller terapeutiske virkninger. For eksempel bruges specifikke typer alkaloider til at behandle forskellige sygdomme, herunder malaria, diabetikere, specifikke kræfttyper, hjertedysfunktion, depression osv.
Da mange alkaloider viser stærke bioaktive egenskaber, er deres anvendelse som lægemidler, narkotika, stimulanser og giftstoffer enten blevet vedtaget eller er under videnskabelig forskning. Morfin, et velkendt alkaloid fra Papaver somniferum valmue, bruges som farmaceutisk lægemiddel i nutidens medicin. Kinin og kodein er to andre alkaloidtyper, der bruges til medicinske formål. Under lægeligt tilsyn og ved medicinsk ordinerede doser er alkaloider farmakologisk nyttige. Men når de bruges forkert, kan nogle alkaloider være giftige ved høje doser. Alkaloidet stryknin bruges f.eks. som et meget effektivt toksin, der bruges som pesticid mod små ryghvirvler.

Eksempler på nogle alkaloider i planter

Compounds Plant Source Effects and Applications
Morphine Papaver somniferum Analgesic
Camptothecin Camptotheca acuminata Anticancer
Atropine Hyoscyamus niger Treatment of intestinal spasms, antidote to other poisons
Vinblastine Catharanthus roseus Anticancer
Codeine Papaver somniferum Analgesic, antitusive
Caffeine Coffea arabica Stimulant, natural pesticide
Nicotine Nicotiana tabacum Stimulant, tranquillizer
Cocaine Erythroxylon coca Stimulant of the central nervous system, local anesthetic
N,N-dimethyltryptamine Mimosa hostilis, Psychotria viridis Hallucinogenic, entheogenic
Mitragynine Mitragyna speciosa Analgesic, psychoactive


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.

Vi vil med glæde diskutere din proces.

Let's get in contact.