Korkeatuottoinen alkaloidien uuttaminen koettimella varustetuilla ultraäänilaitteilla

Uuta alkaloideja kasvi-aineista nopeammin, perusteellisemmin ja prosessia tarkasti halliten. Hielscherin anturipohjaisissa ultraäänilaitteissa hyödynnetään akustista kavitaatiota kasvisolujen avaamiseen ja massansiirron tehostamiseen, minkä ansiosta saavutat korkeat alkaloidisaannot minuuteissa tuntien sijaan.
Riippumatta siitä, käsitteletkö lehtiä, juuria, kuorta, siemeniä tai muuta kasviainesta, Hielscherin ultraääniuuttimet mahdollistavat toistettavan uuttamisen laboratoriotesteistä pilottierien kautta teolliseen linjatuotantoon.

Miksi valita alkaloidien uuttaminen ultraäänellä?

• Tehokkaan solujen hajottamisen ja liuottimen paremman tunkeutumisen ansiosta saavutetaan suuremmat uuttotuotokset
• Lyhyemmät käsittelyajat verrattuna maserointiin, keittämiseen, infuusioon tai Soxhlet-uuttoon
• Vähennä liuottimien käyttöä käyttämällä vettä, vesipitoista etanolia, metanolia tai muita sopivia liuottimia
• Uutteen laadun hallinta säädettävän amplitudin, lämpötilan, ajan ja intensiteetin avulla
• Helppo laajentaminen pienistä näytteistä jatkuvaan teolliseen uuttamiseen
• Luotettava dokumentointi ja prosessitietojen automaattinen tallennus toistettavuuden ja laadunvarmistuksen takaamiseksi

Tehokas alkaloidiuutto teho-ultraäänellä

Miten ultraääniuutto edistää alkaloidien eristämistä?
Ultraääniuutto käyttää matalataajuisia ultraääniaaltoja (esim. 20-26 kHz: n taajuus) ja ultraäänen akustisen kavitaation vaikutusta. Korkean intensiteetin ultraääniaallot luovat kavitaatiokuplia, jotka romahtavat ja tuottavat paikallisesti energiatiheitä paine- ja lämpötilaeroja sekä voimakkaita leikkausvoimia, jotka rei'ittävät ja rikkovat kasvien soluseinät ja kasvikudoksen auki. Kavitaation tuottama nestevirtaus edistää massansiirtoa solunsisäisen matriisin ja ympäröivän liuottimen välillä siten, että alkaloidit vapautuvat tehokkaasti. Ultraäänialkaloidiuuttoa varten kasvimateriaali (esim. jauhetut kuivatut lehdet) sijoitetaan liuottimeen, joka on tyypillisesti veden ja orgaanisen liuottimen, kuten vesipitoisen etanolin, seos. Polaaristen liuottimien, kuten metanolin ja etanolin, on todettu olevan tehokkaimpia korkeille alkaloidisaantoille. Lietteen lyhyen ultraäänikäsittelyn jälkeen – joka koostuu kasvimateriaalista ja liuottimesta – Alkaloidit vapautuvat kasvisoluista ja ovat läsnä liuottimessa, josta ne voidaan eristää ja puhdistaa (esim. roottorihaihduttimella).

Ultraäänialkaloidiuuton tärkeimmät edut

Ultraääniuuttoa pidetään ylivoimaisena uuttotekniikkana alkaloidien eristämiseksi kasvimateriaaleista, koska se tarjoaa useita etuja, kuten:

1. Lisääntynyt uuttotehokkuus: Ultraääniuutto voi lisätä alkaloidien saantoa yli 200% verrattuna perinteisiin uuttomenetelmiin.
2. Lyhentynyt uuttoaika: Ultraääniuutto voi vähentää merkittävästi uuttoaikaa, mikä mahdollistaa suurten kasvimateriaalimäärien nopeamman ja tehokkaamman käsittelyn.
3. Pienempi liuottimien kulutus: Ultraääniuutto voi vähentää uuttamiseen tarvittavan liuottimen määrää, mikä vähentää liuottimien kulutusta ja vähentää ympäristövaikutuksia.
4. Valikoiva uuttaminen: Ultraääniuuttoa voidaan käyttää tiettyjen alkaloidien selektiiviseen uuttamiseen valitsemalla sopiva liuotin, prosessiparametrit ja uuttolämpötila. Kun ei-toivotut yhdisteet jäävät jälkeen, lopputuotteen puhtaus paranee.
5. Helppo skaalata: Ultraääniuutto voidaan helposti skaalata käsittelemään suurempia määriä kasvimateriaalia, mikä tekee siitä sopivan kaupalliseen tuotantoon. Ultraääniprosessit voidaan skaalata lineaarisesti, mikä helpottaa toteutusta teollisessa mittakaavassa.

Kaiken kaikkiaan ultraääniuutto tarjoaa nopeamman, tehokkaamman ja ympäristöystävällisemmän lähestymistavan alkaloidien eristämiseen kasvimateriaaleista.

Ultraäänialkaloidiuutto Soursop-puun lehdistä

(2022) tutkivat bioaktiivisten yhdisteiden, mukaan lukien fenoliyhdisteet, alkaloidit, asetogeniinien (joilla kaikilla on korkea antioksidanttikapasiteetti) ultraääniuuton tehokkuutta ja tehokkuutta kasvilajin Annona muricata (soursop-puu) lehdistä. Ultraääniuuttoa varten he käyttivät koetintyyppistä ultraäänilaitetta UP400S seuraavissa olosuhteissa: 80% amplitudi, 0,7 s pulssisykli, 4,54 min. Liukoisten fenolien kokonaismäärä (TSP) uutettiin käyttämällä 0,5 g kuivattujen lehtien jauhetta ja 20 ml asetonia: vettä (80:20 v/v). Ultraäänellä tuotettu uute sisälsi 178,48 mg / 100 ml liukoisia fenoleja, 20,18 mg / 100 ml flavonoideja, 27,81 mg / 100 ml hydrolysoituvia polyfenoleja, 167,07 mg / 100 ml tiivistettyjä tanniineja, 30,44 mg / 100 ml kokonaisalkaloideja ja 14,62 mg / 100 ml asetogeniinien kokonaismäärää. U400S-anturityyppisellä ultraäänilaitteella eristetyllä uutteella (katso kuva vasemmalla) oli korkea antioksidanttikapasiteetti ja korkeampi bioaktiivisten yhdisteiden pitoisuus ~ 6 - ~ 927-kertainen kuin keittäminen tai infuusio yhdisteen tyypistä riippuen. Näytteistä tunnistettiin kaksikymmentäneljä erilaista fenoliyhdistettä, ja ultraäänellä eristetty uute tuotti suurimman pitoisuuden.
[vrt. Nolasco-González et al., 2022]

Ultraääniavusteisen uuton (UAE), keittämisen ja infuusion optimaalisilla olosuhteilla saatujen uutteiden antioksidanttikapasiteetti. Ultraääniuutteet osoittavat jatkuvasti huomattavasti suurempaa antioksidanttikapasiteettia.
(Tutkimus ja grafiikka: ©Nolasco-González et ai., 2022)

Fenoliyhdisteiden HPLC-kromatogrammi ultraäänellä eristetystä Annona muricata -lehtien uutteesta ultraäänilaitteella UP400S.
1) shikimiinihappo, 2) gallushappo, 3) protokatekuiinihappo, 4) neoklorogeenihappo,
5) 3,4-dihydroksifenyylietikka, 6) 4-hydroksibentsoehappo, 7) klorogeenihappo, 8) 4-hydroksifenyylietikka, 9) vanilliinihappo, 10) syringiinihappo, 11) 3-hydroksibentsoehappo, 12) kofeiinihappo, 13) 4-hydroksibentsaldehydi, 14) homovanilliinihappo, 15) 3-(4-hydroksifenyyli), 16) p-kumariinihappo, 17) transferulihappo, 18) transkannuamiinihappo, 19) gallokatekiini, 20) epigallokatekiini, 21) katekiini,22) epikatekiini, 23) rutiini, (24) Ellagiinihappo.
(Tutkimus ja grafiikka: ©Nolasco-González et ai., 2022)

(2021) saivat samanlaisia vahvistettuja tuloksia, kun he raportoivat 2.3-kertaisesti enemmän alkaloideja A. muricata -lehdistä, jotka on uutettu ultraäänellä (340 W, 56◦C, 30 min) verrattuna Soxhlet-uuttoon (7 h, 80◦C).

Indolialkaloidiuutto Mimosan juurikuoresta ja Ayahuascasta ultraäänilaitteella

Mimosajuuren kuori sekä ayahuascan lehdet sisältävät alkaloidia N,N-dimetyylitryptamiinia (DMT). Dimetyylitryptamiinia (DMT) tutkitaan tällä hetkellä kliinisissä tutkimuksissa sen hallusinogeenisten vaikutusten vuoksi ja siksi potentiaalisena lääkkeenä masennuksen ja posttraumaattisten stressihäiriöiden (PTSD) hoitoon. Ultrasonication edistää tehokkaasti alkaloidin vapautumista ja eristämistä Mimosa hostilis -juurista ja Psychotria viridis -lehdistä (ayahuasca). Ultraääni DMT-uutto tuottaa suuria saantoja hyvin lyhyessä ajassa. Yhteensopiva melkein minkä tahansa liuottimen kanssa, Hielscher-koetintyyppisiä ultraäänilaitteita käytetään farmaseuttisten bioaktiivisten yhdisteiden valmistukseen käytettäväksi tutkimus- ja lääketieteellisissä olosuhteissa sekä näytteen valmisteluun ennen analyyttistä laatua ja tehotestausta. Siksi Hielscher-ultraäänilaitteet voivat helpottaa lääketieteellistä DMT: tä ja kasvitieteellistä tutkimusta monin tavoin.
Jurema-puun indoliakaloidi N,N-dimetyylitryptamiinin (DMT) yleisin lähde, se tulee Mimosa hostilis -juurista (tunnetaan yleisesti nimellä jurema preta). Ayahuasca on perinteinen nimi toiselle kasvilajille, jossa pensaan Psychotria viridis lehdet sisältävät runsaasti DMT:tä.
Sekä mimosajuurikuori (myös mimosa tenuiflora, Mimosa hostilis Root Bark; lyhenne MHRB) että ayahuascan lehdet sisältävät erilaisia bioaktiivisia yhdisteitä, joiden potentiaalia terapeuttisena lääkkeenä tutkitaan parhaillaan kliinisissä tutkimuksissa. Mimosa-juuren kuori sisältää tanniineja, saponiineja, tryptamiinia, alkaloideja, lipidejä, fytoindoleja, ksyloosia, fytosteroleja, glukosideja, ramnoosia, arabinoosia, metoksikalkoneja, lupeolia ja kukulkaniineja. Nämä bioaktiiviset yhdisteet voidaan uuttaa tehokkaasti juurikuoresta anturityyppisillä ultraäänilaitteilla. Ultraääniuutto on ylivoimainen tekniikka kohdeaineiden, kuten alkaloidien, eristämiseksi kasvitieteellisestä materiaalista, kuten mimosa-juuren kuoresta ja ayahuasca-lehdistä. Sonikaatio on erinomainen antamalla suuria saantoja hyvin lyhyessä uuttoajassa. Lievät prosessiolosuhteet takaavat uutteen korkeimman laadun, mikä estää aktiivisten molekyylien ei-toivotun hajoamisen.

Uuttoasetus kasvitieteelliseen eristämiseen: Koetintyyppinen ultraäänilaite UP400ST, Büchi-tyhjiösuodatin ja roottorihöyrystin fytokemikaalien, kuten alkaloidien ja fenolien, uuttamiseen.

Hielscher Ultrasonicators tehokkaaseen alkaloidiuuttoon

Hielscher Ultrasonics suunnittelee, valmistaa ja jakelee korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimia, joita käytetään tieteelliseen tutkimukseen sekä lääkelaatuisten uutteiden tuotantoon.
Ylivoimainen uuttotehokkuus:Ultraääniavusteinen uuttaminen on tieteellisesti todistettu tekniikka, jolla on poikkeuksellisen korkea tehokkuus bioaktiivisten yhdisteiden uuttamisessa kasveista. Vaikka perinteiset menetelmät kestävät usein kauan (useita tunteja jopa päiviin), ultraäänikasvitieteellinen uuttaminen kestää vain muutaman minuutin.

Korkea uuttotuotto ja erinomainen uutteen laatu Hielscher Ultrasonicators -laitteilla

Ultraääniohjattu uuttaminen mahdollistaa bioaktiivisten yhdisteiden täydellisen vapautumisen kasvimateriaalista. Ultraäänikavitaatio rikkoo solumatriisin ja vapauttaa bioaktiiviset molekyylit tehokkaasti ympäröivään liuottimeen. Vertailevat tutkimukset osoittivat, että sonikaatio antaa korkeammat uutteen saannot kuin muut uuttotekniikat (esim. Soxhlet, maseraatio, keittäminen, infuusio). Ultraääniuutto on yhteensopiva minkä tahansa liuottimen kanssa ja mahdollistaa siten myös hyvin miedon liuottimen, kuten veden tai vesipitoisen etanolin, käytön. Erityisten uuttovaatimusten osalta voidaan valita polaarisia ja ei-polaarisia liuottimia, eikä liuottimien välillä vaihtaminen ole ongelma. Prosessiparametrien (esim. amplitudi) tarkka hallinta, mietojen liuottimien käyttö ja tarkka lämpötilan säätö estävät bioaktiivisten yhdisteiden (esim. alkaloidit, polyfenolit, flavonoidit, kannabinoidit jne.) hajoamisen ja saastumisen ultraääniuuton aikana.

Hielscher Ultrasonicators -laitteiden monipuolinen käyttö

Vaikka vaihtoehtoiset uuttotekniikat (esim. ylikriittinen CO2, liuotinuutto, suodatus jne.) soveltuvat usein vain tiettyjen molekyylien uuttamiseen molekyylipainosta, liukoisuudesta ja lämpöherkkyydestä riippuen, uuttaminen Hielscherin korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteilla mahdollistaa minkä tahansa kasvitieteellisen yhdisteen monipuolisen uuttamisen. Ultraääniavusteista uuttoa voidaan luotettavasti soveltaa sellaisten laaja-alaisten uutteiden uuttamiseen, jotka sisältävät bioaktiivisia yhdisteitä, kuten polyfenoleja, alkaloideja, antrakinoneja, flavonoideja, glykosideja, lipidejä, pektiiniä ja polysakkarideja.

Erinomainen energiatehokkuus ja ympäristöystävällisyys

Ultraääniavusteisen uuttamisen energiankulutus on huomattavasti pienempi kuin perinteiset menetelmät lääkeyhdisteiden uuttamiseksi kasveista.

Luotettavuus prosessin standardoinnin ansiosta Hielscher Ultrasonicsilla

Hielscher-ultraäänilaitteet mahdollistavat kaikkien ultraääniprosessiparametrien, kuten amplitudin, intensiteetin, keston ja lämpötilan, tarkan hallinnan. Prosessiparametreja voidaan helposti hallita ja niitä valvotaan jatkuvasti. Lisäksi kaikki prosessiparametrit protokollataan automaattisesti CSV-tiedostona sisäänrakennetulle SD-kortille. Tämä antaa operaattorille mahdollisuuden tarkistaa sonikaatioajoja, optimoida uuttoprosessi ja varmistaa tasainen uuton laatu. Hielscher-ultraäänilaitteiden avulla valmistajat voivat tuottaa korkealaatuisia kasvitieteellisiä uutteita ja helpottaa hyvien tuotantotapojen (GMP) noudattamista.

Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: