استخراج آلکالوئید با استفاده از پروب اولتراسونیک
آلکالوئیدها ترکیبات فعال زیستی هستند که می توانند به طور موثر از گیاهان با استفاده از امواج فراصوت استخراج شوند. آلکالوئیدها نمایشگاه طیف گسترده ای از اثرات بیولوژیکی و در نتیجه به عنوان دارویی و درمانی استفاده می شود. استخراج التراسونیک روش ترجیحی برای تولید عصاره آلکالوئید با کیفیت بالا از مواد گیاهی است. نتایج استخراج مافوق صوت در بازده آلکالوئید بسیار بالا، در حالی که زمان استخراج کوتاه است و تجهیزات مافوق صوت امن و آسان برای کار است.
استخراج آلکالوئید با کارایی بالا با استفاده از قدرت اولتراسوند
چگونه استخراج مافوق صوت ترویج انزوا آلکالوئیدها?
استخراج اولتراسونیک با استفاده از امواج اولتراسوند با فرکانس پایین (به عنوان مثال فرکانس 20-26kHz) و اثر سونوگرافی از حفره صوتی. امواج اولتراسوند با شدت بالا حباب های کاویتاسیون ایجاد می کنند که فرو می ریزند و اختلاف فشار و دما با انرژی موضعی و همچنین نیروهای برشی قدرتمندی ایجاد می کنند که دیواره های سلولی گیاه و بافت گیاه را سوراخ و می شکند. جریان مایع تولید شده توسط کاویتاسیون باعث انتقال جرم بین ماتریکس داخل سلولی و حلال اطراف می شود تا آلکالوئیدها به طور موثر آزاد شوند. برای استخراج آلکالوئید مافوق صوت، مواد گیاهی (به عنوان مثال برگ های خشک زمین) در یک حلال قرار می گیرند که به طور معمول مخلوطی از آب و یک حلال آلی مانند اتانول آبی است. مشخص شده است که حلال های قطبی مانند متانول و اتانول برای بازده آلکالوئید بالا کارآمد هستند. پس از یک درمان اولتراسونیک کوتاه از دوغاب – متشکل از مواد گیاهی و حلال – آلکالوئیدها از سلولهای گیاهی آزاد می شوند و در حلال وجود دارند ، از آنجا می توان آنها را جدا و خالص کرد (به عنوان مثال با استفاده از روتور-اواپراتور).
Ultrasonicator UP400St برای استخراج آلکالوئید از مواد گیاهی.
مزایای اصلی استخراج آلکالوئید التراسونیک
استخراج التراسونیک به عنوان روش استخراج برتر برای جداسازی آلکالوئیدها از مواد گیاهی در نظر گرفته شده است زیرا مزایای متعددی را ارائه می دهد، از جمله:
- افزایش راندمان استخراج: استخراج مافوق صوت می تواند بازده آلکالوئیدها را بیش از افزایش می دهد 200٪ در مقایسه با روش های استخراج سنتی.
- کاهش زمان استخراج: استخراج التراسونیک می تواند به طور قابل توجهی زمان استخراج را کاهش دهد، اجازه می دهد برای پردازش سریع تر و کارآمد تر از حجم زیادی از مواد گیاهی.
- مصرف حلال کمتر: استخراج مافوق صوت می تواند مقدار حلال مورد نیاز برای استخراج را کاهش می دهد و در نتیجه مصرف حلال را کاهش می دهد و در نتیجه اثرات زیست محیطی را کاهش می دهد.
- استخراج انتخابی: استخراج التراسونیک را می توان مورد استفاده قرار گیرد به طور انتخابی استخراج آلکالوئیدهای خاص با انتخاب حلال مناسب، پارامترهای فرآیند و دمای استخراج. همانطور که ترکیبات ناخواسته پشت سر گذاشته می شوند، خلوص محصول نهایی بهبود می یابد.
- مقیاس بندی آسان: استخراج اولتراسونیک را می توان به راحتی مقیاس تا به رسیدگی به حجم بیشتری از مواد گیاهی، و آن را برای تولید تجاری مناسب است. فرآیندهای اولتراسونیک را می توان به صورت خطی مقیاس بندی کرد که اجرای آن را در مقیاس صنعتی تسهیل می کند.
به طور کلی، استخراج مافوق صوت ارائه می دهد سریع تر، کارآمد تر، و رویکرد سازگار با محیط زیست برای جداسازی آلکالوئیدها از مواد گیاهی.
استخراج آلکالوئید التراسونیک از برگ درخت سورسوپ
Nolasco-González و همکاران (2022) اثربخشی و کارایی استخراج اولتراسونیک ترکیبات فعال زیستی از جمله ترکیبات فنلی، آلکالوئیدها، استوژنین ها (همه با ظرفیت آنتی اکسیدانی بالا) از برگ های گونه گیاهی Annona muricata (درخت سورسوپ) را بررسی کردند. برای استخراج اولتراسونیک ، آنها از اولتراسونیک نوع پروب UP400S در شرایط زیر استفاده می کنند: دامنه 80٪ ، چرخه پلس 0.7 ثانیه ، برای 4.54 دقیقه. فنل های محلول کل (TSP) با استفاده از 5/0 گرم پودر برگ خشک و 20 میلی لیتر استون: آب (80:20 حجمی/حجمی) استخراج شدند. عصاره التراسونیک تولید شامل 178.48 میلی گرم? 100 میلی لیتر فنل های محلول, 20.18 میلی گرم? 100 میلی لیتر فلاونوئید کل, 27.81 میلی گرم? 100 میلی لیتر از پلی فنول های هیدرولیز شدن, 167.07 میلی گرم? 100 میلی لیتر تانن تغلیظ, 30.44 میلی گرم? 100 میلی لیتر از آلکالوئیدهای کل و 14.62 میلی گرم? 100 میلی لیتر از استوژنین کل. عصاره جدا شده با اولتراسونیک پروب U400S نوع (نگاه کنید به تصویر سمت چپ) ظرفیت آنتی اکسیدانی بالا و محتوای بالاتری از ترکیبات فعال زیستی از ~ 6 تا ~ 927 برابر نسبت به جوشانده یا تزریق، بسته به نوع ترکیب. 24 ترکیب فنلی مختلف در نمونه ها شناسایی شد و عصاره جدا شده به صورت اولتراسونیک بیشترین غلظت را تولید کرد.
[رجوع کنید به Nolasco-González و همکاران، 2022]
ظرفیت آنتی اکسیدانی عصاره ها با شرایط بهینه استخراج به کمک سونوگرافی (UAE)، جوشانده و انفوزیون به دست آمد. عصاره مافوق صوت به طور مداوم نشان می دهد ظرفیت آنتی اکسیدانی قابل توجهی بالاتر.
کروماتوگرام HPLC از ترکیبات فنلی از عصاره التراسونیک جدا شده از برگ Annona muricata با استفاده از ultrasonicator UP400S.
لی و همکاران (2021) نتایج تایید شده مشابهی داشتند زیرا آنها 2.3 برابر آلکالوئیدهای بیشتری را از برگ های A. muricata استخراج شده تحت سونوگرافی (340 W، 56◦C، 30 دقیقه) در مقایسه با استخراج Soxhlet (7 ساعت، 80 درجه سانتیگراد) گزارش کردند.
استخراج التراسونیک UIP1000hdT با همزن برای استخراج آلکالوئید در حالت دسته ای.
استخراج آلکالوئید ایندول از پوست ریشه میموزا و Ayahuasca با استفاده از یک اولتراسونیک
پوست ریشه میموزا و همچنین برگ ayahuasca حاوی آلکالوئید N ، N-dimethyltryptamine (DMT). دی متیل تریپتامین (DMT) در حال حاضر در کارآزمایی های بالینی به دلیل اثرات توهم زا و بنابراین به عنوان یک داروی بالقوه برای درمان افسردگی و اختلالات استرس پس از سانحه (PTSD) مورد تحقیق قرار گرفته است. امواج فراصوت به طور موثر ترویج انتشار و انزوا آلکالوئید از ریشه های Mimosa hostilis و برگ Psychotria viridis (ayahuasca). استخراج التراسونیک DMT تولید بازده بالا در مدت زمان بسیار کوتاه. سازگار با تقریبا هر حلال، Hielscher پروب نوع ultrasonicators برای تولید ترکیبات فعال زیستی درجه دارویی برای استفاده تحت تنظیمات تحقیقاتی و پزشکی و همچنین برای آماده سازی نمونه قبل از تست کیفیت و قدرت تحلیلی استفاده می شود. از این رو, اولتراسونیک Hielscher می تواند DMT پزشکی و تحقیقات گیاه شناسی را به روش های متعدد تسهیل.
رایج ترین منبع ایندول آکلوئید N,N-dimethyltryptamine (DMT) در درخت ژورما, آن را از ریشه های Mimosa hostilis (معمولا به عنوان jurema preta شناخته می شود) می آید. Ayahuasca نام سنتی گونه گیاهی دیگری است که در آن برگهای درختچه Psychotria viridis سرشار از DMT است.
هر دو، پوست ریشه میموزا (همچنین میموزا tenuiflora، پوست ریشه Mimosa Hostilis؛ مخفف MHRB) و برگ ayahuasca حاوی ترکیبات فعال زیستی مختلفی هستند که در حال حاضر در آزمایش های بالینی در مورد پتانسیل آنها به عنوان داروی درمانی مورد تحقیق قرار گرفته اند. پوست ریشه میموزا حاوی تانن، ساپونین ها، تریپتامین ها، آلکالوئیدها، لیپیدها، فیتویندول ها، زایلوز، فیتواسترول ها، گلوکوزیدها، رامنوز، آرابینوز، متوکسی چالکون ها، لوپائول و کوکولکانین ها است. این ترکیبات فعال زیستی را می توان به طور موثر از پوست ریشه با استفاده از مافوق صوت نوع پروب استخراج. استخراج التراسونیک تکنیک برتر برای جداسازی مواد هدف مانند آلکالوئیدها از مواد گیاهی مانند پوست ریشه میموزا و برگ ayahuasca است. فراصوت با دادن بازده بالا در مدت زمان استخراج بسیار کوتاهی برتری دارد. شرایط فرآیندی ملایم بالاترین کیفیت عصاره را تضمین می کند و از تخریب ناخواسته مولکول های فعال جلوگیری می کند.
راه اندازی استخراج برای جداسازی گیاه شناسی: پروب نوع اولتراسونیک UP400ST، فیلتر خلاء و روتور-اواپراتور بوچی برای استخراج فیتوکمیکال هایی مانند آلکالوئیدها و فنل ها.
استخراج التراسونیک UIP2000hdT با دسته ای از جنس استنلس استیل درجه دارویی برای تولید صنعتی عصاره های آلکالوئید.
Hielscher Ultrasonicators برای استخراج آلکالوئید کارآمد
Hielscher مافوق صوت طراحی، تولید و توزیع استخراج مافوق صوت با کارایی بالا، که برای تحقیقات علمی و همچنین تولید عصاره درجه دارویی استفاده می شود.
راندمان استخراج برتراستخراج به کمک سونوگرافی یک تکنیک علمی اثبات شده با راندمان فوق العاده بالا در زمینه استخراج ترکیبات زیست فعال از گیاهان است.: در حالی که روش های سنتی اغلب زمان زیادی طول می کشد (چند ساعت تا روز), استخراج گیاه شناسی مافوق صوت طول می کشد تنها چند دقیقه.
عملکرد استخراج بالا و کیفیت عصاره برتر با مافوق صوت Hielscher
استخراج مبتنی بر سونوگرافی امکان آزاد شدن کامل ترکیبات فعال زیستی از مواد گیاهی را فراهم می کند. حفره مافوق صوت ماتریکس سلولی را می شکند و مولکول های فعال زیستی را به طور موثر به حلال اطراف آزاد می کند. مطالعات مقایسه ای نشان داد که فراصوت می دهد بازده عصاره بالاتر از سایر تکنیک های استخراج (به عنوان مثال،. Soxhlet, خیساندن, جوشانده, تزریق). استخراج التراسونیک سازگار با هر حلال است و در نتیجه اجازه می دهد تا برای استفاده از حلال بسیار خفیف مانند آب یا اتانول آبی. با توجه به نیازهای خاص استخراج، می توان حلال های قطبی و غیر قطبی را انتخاب کرد و جابجایی بین حلال ها مشکلی ندارد. کنترل دقیق بر پارامترهای فرآیند (به عنوان مثال دامنه)، استفاده از حلال های ملایم و کنترل دقیق دما جلوگیری از تخریب و آلودگی ترکیبات فعال زیستی (به عنوان مثال آلکالوئیدها، پلی فنول ها، فلاونوئیدها، کانابینوئیدها و غیره) در طول استخراج اولتراسونیک.
نرم افزار همه کاره از Hielscher Ultrasonicators
در حالی که تکنیک های استخراج جایگزین (به عنوان مثال، CO2 فوق بحرانی، استخراج حلال، نفوذ و غیره) اغلب تنها برای استخراج مولکول های خاص بسته به وزن مولکولی، حلالیت و حساسیت به حرارت، استخراج با مافوق صوت Hielscher با کارایی بالا اجازه می دهد تا برای استخراج همه کاره از هر ترکیب گیاه شناسی. استخراج به کمک سونوگرافی را می توان به طور قابل اعتمادی برای استخراج عصاره های وسیع طیف حاوی ترکیبات فعال زیستی مانند پلی فنول ها، آلکالوئیدها، آنتراکینون ها، فلاونوئیدها، گلیکوزیدها، لیپیدها، پکتین ها و پلی ساکاریدها استفاده کرد.
بهره وری انرژی عالی و سازگاری با محیط زیست
مصرف انرژی استخراج به کمک امواج فراصوت به مراتب کمتر از روش های سنتی در استخراج ترکیبات دارویی از گیاهان است.
قابلیت اطمینان به دلیل استاندارد سازی فرآیند با Hielscher Ultrasonics
مافوق صوت Hielscher اجازه می دهد برای کنترل دقیق بر تمام پارامترهای فرایند مافوق صوت مانند دامنه، شدت، مدت زمان، و دما. پارامترهای فرآیند را می توان به راحتی کنترل کرد و به طور مداوم نظارت می شود. علاوه بر این، تمام پارامترهای فرآیند به طور خودکار به عنوان فایل CSV روی یک کارت SD داخلی پروتکل می شوند. این اپراتور را قادر می سازد تا در اجرای فراصوت تجدید نظر کند، فرآیند استخراج را بهینه کند و از کیفیت استخراج سازگار اطمینان حاصل کند. مافوق صوت Hielscher تولید کنندگان را قادر می سازد به تولید عصاره های گیاهی با کیفیت برتر و تسهیل تحقق عمل تولید خوب (GMP).
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500 میلی لیتر | 10 تا 200 میلی لیتر در دقیقه | UP100H |
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000hdT |
| 15 تا 150 لیتر | 3 تا 15 لیتر در دقیقه | UIP6000hdT |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |
تماس با ما!? از ما بپرسید!
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکندگی، امولسیون و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی.
ادبیات? منابع
- Nolasco-González, Y.; Chacón-López, M.A.; Ortiz-Basurto, R.I.; Aguilera-Aguirre, S.; González-Aguilar, G.A.; Rodríguez-Aguayo, C.; Navarro-Cortez, M.C.; García-Galindo, H.S.; García-Magaña, M.d.L.; Meza-Espinoza, L.; Montalvo-González, E. (2022): Annona muricata Leaves as a Source of Bioactive Compounds: Extraction and Quantification Using Ultrasound. Horticulturae 2022, 8, 560.
- Aguilar-Hernandez, G., Zepeda-Vallejo, L. G., Lourdes Garcia-Magana, M. D., de los Angeles Vivar-Vera, M., Perez-Larios, A., Giron-Perez, M. I., Coria-Tellez, A. V., Rodriguez-Aguayo, C., Montalvo-Gonzalez, E. (2020): Extraction of Alkaloids Using Ultrasound from Pulp and By-Products of Soursop Fruit (Annona muricata L.). Applied Sciences, Vol. 10, No. 14, 15 July 2020.
- Chia Hau Lee, Ting Hun Lee, Pei Ying Ong, Syie Luing Wong, Norfadilah Hamdan, Amal A.M. Elgharbawy, Nurul Alia Azmi (2021): Integrated ultrasound-mechanical stirrer technique for extraction of total alkaloid content from Annona muricata. Process Biochemistry, Volume 109, 2021. 104-116.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
حقایقی که ارزش دانستن دارند
آلکالوئیدها چیست؟?
آلکالوئیدها یک کلاس از ترکیبات نیتروژنی طبیعی با وزن مولکولی کم است که اغلب به عنوان متابولیت های ثانویه در پادشاهی گیاهی یافت می شوند. یک آلکالوئید حاوی حداقل یک اتم نیتروژن است. آلکالوئیدها از نظر بیوشیمیایی از یکی از سه اسید آمینه رایج زیر سنتز می شوند – لیزین, تیروزین و تریپتوفان.
در گیاهان, آلکالوئیدها به طور کلی به عنوان نمک اسیدهای آلی مانند استیک وجود دارد, مالیک, لاکتیک, سیتریک, اگزالیک, تارتاریک, تانیک و اسیدهای دیگر. برخی از آلکالوئیدهای اساسی ضعیف (مانند نیکوتین) آزادانه در طبیعت رخ می دهند. تعداد کمی از آلکالوئیدها نیز به عنوان گلیکوزیدهای قند مانند گلوکز ، راموز و گالاکتوز وجود دارند ، به عنوان مثال ، آلکالوئیدهای گروه سولانوم (سولانین) ، به عنوان آمیدها (پیپرین) و به عنوان استرها (آتروپین ، کوکائین) اسیدهای آلی (رجوع کنید به Ramawat و همکاران ، 2009).
بسیاری از آلکالوئیدها ترکیبات فعال زیستی است که اثرات دارویی یا درمانی نمایشگاه هستند. برای مثال, انواع خاصی از آلکالوئیدها برای درمان بیماری های مختلف از جمله مالاریا استفاده می شود, بیماران دیابتی, انواع سرطان خاص, اختلال عملکرد قلب, افسردگی و غیره.
از آنجایی که بسیاری از آلکالوئیدها خواص فعال زیستی قوی نشان می دهند، استفاده از آنها به عنوان دارو، مواد مخدر، محرک ها و سموم یا پذیرفته شده است یا تحت تحقیقات علمی است. مورفین، یک آلکالوئید شناخته شده از خشخاش Papaver somniferum، به عنوان داروی دارویی در طب امروزی استفاده می شود. کینین و کدئین دو نوع آلکالوئید دیگر هستند که برای اهداف پزشکی استفاده می شوند. تحت نظارت پزشکی و در دوزهای تجویز پزشکی, آلکالوئیدها دارویی مفید هستند. با این حال، هنگامی که به اشتباه استفاده می شود، برخی از آلکالوئیدها می توانند در دوزهای بالا سمی باشند. به عنوان مثال، استریکنین آلکالوئید به عنوان یک سم بسیار موثر استفاده می شود که به عنوان آفت کش علیه مهره های کوچک استفاده می شود.
نمونه هایی از برخی آلکالوئیدها در گیاهان
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
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.