Ultraheli täiustatud kolmefaasiline partitsioon

• Kolmefaasiline jaotamine (TPP) on meetod komponentide, nt lipiidide, ensüümide, polüsahhariidide ja muude biomolekulide eraldamiseks, eraldamiseks ja puhastamiseks bioloogilisest materjalist.
• Ultraheli abil kolmefaasiline partitsioon ületab tavapärase kolmefaasilise jaotamise suurema saagise, parema puhtuse ja erakordse kiirusega.
• Ultraheli kolmefaasiline partitsioon on rakendatav väikeste ja suurte mahtude jaoks ning seda saab hõlpsasti tööstuslikuks tootmiseks skaleerida.

Ultraheli kolmefaasiline partitoning

Kolmefaasiline jaotamine

Kolmefaasiline jaotamine (TPP) on lihtne ja tõhus üheastmeline protsess biomolekulide, nagu ensüümid, lipiidid, polüsahhariidid jne, eraldamiseks, puhastamiseks ja kontsentreerimiseks komplekssetest segudest.
TPP viiakse läbi piisava koguse soola (tavaliselt ammooniumsulfaadi) ja orgaanilise lahusti (peamiselt t-butanool/tert-butanool). Soolasid nagu ammooniumsulfaati kasutatakse valgu sadestamiseks teatud küllastumisel. Orgaaniline lahusti, näiteks t-butanooli lisatakse kolmefaasiliste kihtide moodustamiseks ja madala molekulmassiga ühendite, näiteks lipiidide, fenoolide ja mõnede detergentide eemaldamiseks. Alates tbutanoolil on kõrge keemistemperatuur, kuid vähem tuleohtlik kui etanool ja metanool, t-butanool on TPP eelistatud lahusti.
Pärast toorekstrakti töötlemist ja dekanteerimist jaguneb segu kolmeks eraldi faasiks: ülemine lahusti (t-butanooli) faas sisaldab mittepolaarseid ühendeid, mis eraldatakse alumisest vesifaasist (sisaldavad polaarseid ühendeid) liidesevahelise valgu sademega. Soovitud valgud jaotatakse selektiivselt ühte faasi ja teised saasteainete valgud teise faasi. See põhjustab valgu osalist puhastamist ja kontsentratsiooni. Ekstraheerimisprotsess on kosmotroopse, soolamise, isotoonilise kaaslahusti ja valkude osmolüütilise sadestamise ühendamine.

Ultraheli täiustatud kolmefaasiline partitsioon

Sonikatsioon intensiivistab oluliselt TPP protsessi. Ultraheli abil kolmefaasilist partitsioonimist rakendatakse edukalt biomolekulide eraldamiseks ja puhastamiseks. Suur hulk biomoelkulaate on lühema aja jooksul tõhusamalt isoleeritud. Näiteks puhastati ultraheli TPP abil taimede ensüümid (nt bromelaiin, papaiin, invertaas, polüfenooloksüdaas ja trüpsiini inhibiitorid), loomad (nt trüpsiin, α-kümotrüpsiin, kümoosiin, pepsiin ja lutsiferaas) ja mikroobid (nt lipaas, α-amülaas, α-galaktosidaas, serratiopeptidaas, tsüklodekstriinglükosüültransferaas ja fibrinolüütilised ensüümid). Ultraheli kolmefaasilise jaotamise täiendav eelis on erinevate ensüümide suurenenud aktiivsus, mille tulemuseks on ilmselt suurem saagikus (umbes 100%), kuna sihitud ensüüm või valk sadestub keskmises kihis orgaaniliste ja vesifaaside vahel.
Ultraheli kolmefaasilist partitsioonimist saab tõhusalt kasutada toorproovidega ja seda saab hõlpsasti suurendada.

Näited ultraheli kolmefaasilisest partitsioonist (US-TPP)

Ultraheli TPP astaksantiini ekstraheerimiseks

Astaksantiini (AX) ekstraheerimiseks ei ole TPP ja ultrahelitöötluse kombineeritud ravi Hielscheri sonikaatoriga UP400S mitte ainult lihtne ans kergesti rakendatav, vaid ka väga tõhus meetod AX eraldamiseks Paracoccus NBRC 101723 bakteriaalsest biomassist. Ultrahelitöötluse töömuutujaid saab optimeerida optimaalsete ekstraheerimistulemuste saamiseks. Ultraheli töötlemise parameetrid auch kui amplituud, aeg, temperatuur ja ekstraheerimisanum (suurus, kuju), samuti biomassi osakeste suurus mõjutavad oluliselt AX-i ultraheli vabanemist biomassist. Niiske biomassi ultraheliuuring annab paremaid tulemusi kui kuivatatud biomassi ultraheli TPP AX kiireks ja tõhusaks ekstraheerimiseks. Ultraheli TPP tulemuseks on 37% kõrgem AX taastumine kui tavaline lahusti ekstraheerimine. (vrd Chougle et al. 2013)

Ultraheli TPP andrographolide eraldamiseks Andrographis paniculata'st

Andrographolide on labdane diterpenoid, mida hinnatakse kõrge põletikuvastase, antioksüdandi, hepatoprotektiivse, kantserogeense ja diabeedivastase toime poolest. Võrdlevad uuringud näitavad, et ultraheli TPP mitte ainult ei suurendanud andrographolide saagist, vaid parandab ka antioksüdatiivset aktiivsust võrreldes tavapärase TPP-ga.

Suure jõudlusega sonikaatorid kolmefaasiliseks jaotamiseks

Hielscher Ultrasonics on spetsialiseerunud suure võimsusega ultraheli süsteemide projekteerimisele ja tootmisele ekstraheerimiseks, samuti paljudele teistele protsessidele.
Meie tootevalik hõlmab väikeseid, võimsaid laborisonikaatoriid, tugevaid pink-top homogenisaatoreid ja tööstuslikke suure jõudlusega ultrahelisüsteeme. Kollektori tarvikud võimaldavad ultraheli süsteemi ideaalset kohandamist teie konkreetsete protsessinõuetega. Kõik Hielscheri sonikaatorid on ehitatud 24/7 tööks täiskoormuse all.
Meie pikaajaline kogemus ultraheli töötlemisel võimaldab meil konsulteerida oma klientidega alates nende esimestest ultraheliuuringutest protsessi optimeerimise ja tööstusliku rakendamise etappide kaudu.
Palun kasutage allolevat vormi, et meile oma protsessist rääkida! Meil on hea meel soovitada arutada ultrahelitöötluse võimalusi ja eeliseid teie rakendusele.

Kirjandus / viited

• (2013): Ultraheli abistas kolmefaasilist jaotamist (UATPP): uudne tehnika, mis on välja töötatud astaksantiini ekstraheerimiseks Paracoccus NBRC-st 101723. CSBE/SCGAB 2013 – Saskatchewani ülikooli aastakonverents, Saskatoon, 7.–10. juuli 2013.
• Ketnawa, S. jt (2017): Faaside jaotamine ensüümide eraldamiseks: ülevaade ja hiljutised rakendused. Rahvusvaheline toiduuuringute ajakiri 24(1), 2017. 1-24.
• Varakumar, S. jt (2017): Õlivaigu täiustatud ekstraheerimine ingveri (Zingiber officinale) risoomipulbrist, kasutades ensüümi abil kolmefaasilist eraldamist. Toidukeemia 216, 2017. 27–36.
• Jaan J.-K. (2018): Ultraheli sünergiseeritud kolmefaasilise partitsiooniga Corbicula fluminea polüsahhariidide ekstraheerimiseks ja eraldamiseks ning võimalike asjakohaste mehhanismide jaoks. Ultraheli Sonochemistry Vol. 40, A osa, 2018. 128-134.