Artemisiini voidaan tehokkaasti uuttaa käyttämällä tehokasta sonikaatiota. Ultraääniuutto antaa erittäin korkean tuotoksen artemisiinia käyttämällä lieviä liuottimiä. Ultraäänen poistoprosessia nopeutetaan voimakkaasti. Ultraääniuuttokojen käsittelyolosuhteet ovat tarkasti estettävissä, mikä mahdollistaa lämpöherkän biomolekule-artemisiinin hajoamisen.

Artemisiinin uuttaminen

Artemisiini on bioaktiivinen molekyyli, jota esiintyy Artemisia annua -kasvin trikoorauhasissa, jota käytetään malarialääkkeenä ja jolla on suuri potentiaali lääkkeenä useiden muiden sairauksien, kuten syövän ja SARS- CoV- 2: n, hoitoon. Perinteinen uuttomenetelmä sisältää myrkyllisiä liuottimia ja on kallis, optimaalista heikompi prosessi. Jotta artemisiinia voidaan tuottaa laajamittaisesti ympäristön ja taloudellisesti suotuisissa olosuhteissa, tarvitaan tehokas ja vihreä uuttotekniikka. Ultraääniuutto on laajalti vakiintunut uuttomenetelmä, jota voidaan käyttää yhdessä veden tai etanolin kanssa myrkyttömissä liuottimissa. Ultraääniuuton on jo osoitettu pesittävän suuria artemisiinisatoja, jotta artemisiinin tuotanto voidaan nopeasti skaalata suuriin määriin. Ultra ääni uuttolaitteet erä- ja in-line-käsittelyyn teollisella tasolla ovat helposti saatavilla.

Artemisinin ultraääniuutto Artemisia annuasta

Teho-ultraäänen käyttö uuttamisessa on erinomainen muille uuttomenetelmille useissa tärkeissä tekijöissä, kuten saannossa, uuttoajassa, ympäristöystävällisyydessä ja kustannustehokkuudessa.

Perinteisen artemisiinin uuttamisen haittapuolet

Perinteiset artemisiinin uuttomenetelmät ovat aikaa vieviä, voivat vahingoittaa bioaktiivisia molekyylejä artemisiini korkeiden lämpötilojen vuoksi ja sillä on suuri ympäristövaikutus korkeissa lämpötiloissa käytettävien orgaanisten liuottimien vuoksi. Lisäksi jatkojalostusprosessissa tarvitaan laajaa puhdistusta epäpuhtauksien poistamiseksi raakauutteesta.

Ultra ääni artemisiinin uuttamisen edut

Tehon ultraäänen levittämisellä uuttamiseen on useita positiivisia vaikutuksia, jotka tehostavat uuttoprosessia: Tehokas ultraääni luo akustista kavitaatiota. Tämä akustinen kavitaatio edistää kasvitieteellistä uuttamista soluhäiriöiden kautta niin, että kiinnitetyt biomolekyylit vapautuvat kasvin solumatriisista. Lisäksi kavitaatiovoimat tehostavat massasiirtoa kuljettamalla biomolekyylejä, kuten artemisiinia, tehokkaasti ympäröivään liuottimeen. Ultraääniuuton toimintaperiaate voidaan antaa puhtaasti mekaanisiin kavitaatiovoimiin. Tämä tarkoittaa, että sonikaatio on ei-terminen, ei-kemiallinen uuttotekniikka. Koska ei-lämpöuuttotekniikka tekee ultraääniuutosta erityisen suotuisan, koska artemisiini on lämpöherkkä yhdiste, mikä tarkoittaa, että korkeammat lämpötilat (esim. 70 °C) aiheuttavat sen hajoamisen. Näin ollen Artemisia annua L. - ä ei voitu keittää kuumassa vedessä artemisiinin saamiseksi.

Vihreät liuottimet ultraääni artemisiinin uuttamiseen

Artemisiinin tuotannossa käytettäviä klassisia uuttoliuottimiä ovat heksaani, maaöljyeetteri tai dikloorimetaani. Ultraäänivetoinen uuttaminen on yhteensopiva minkä tahansa liuottimen kanssa, mukaan lukien mietot, vihreät liuottivat, kuten etanoli tai vesi. Artemisiinin ultraääniuutto etanolilla on yhtä tehokasta verrattuna kovisiin liuottimiin. Koska artemisiini osoittaa huonoa vesiliukoisuus syklodekstriinit voidaan käyttää parantaa ultraääni kylmän veden uuttaminen artemisiini.

Mikä tekee ultraääni artemisiinin uuttamisesta niin tehokasta?

Ultraäänellä avustetun uutteen etujen ymmärtämiseksi on ymmärrettävä tehon ultraäänen toimintaperiaate. Tehon ultraäänen uuttamista tehostava mekanismi johtuu pääasiassa akustisen kavitaatioilmiön ilmiöstä. Ultraäänikavitaatio aiheuttaa törmäyksiä kasvitieteellisen biomassan hiukkasten (kuten Artemisia annua L. -lehtien) välillä, mikä johtaa interkliikulaariseen fraktiointiin ja hiukkaskoon pienenemiseen. Kun kavitaatiokuplat romahtavat kasvien kiinteiden ainesten pinnalle, eroosio ja sonoporaatio suurentavat hiukkaspintaa entisestään. Näin tehostettu massasiirto helpottaa molekyylien, kuten proteiinien, lipidien, sokereita, vitamiineja, antioksidantteja, fytokemikaaleja (esim. artemisiini) ja ravintokuitujen vapautumista. Ultraäänellä luodut leikkausvoimat parantavat liuottimen tunkeutumista kasvitieteellisen aineen solumatriisiin ja parantavat solukalvojen läpäisevyyttä. Nämä tehon ultraäänimekanismit ovat vastuussa merkittävästä prosessin voimistumisesta, joka saavutetaan, kun ultraääniä käytetään kasvitieteelliseen uuttamiseen.

Tehon ultraääniaallot häiritsevät kasvitieteellisten aineiden solurakennetta, vapauttavat bioaktiivisia yhdisteitä ja edistävät massansiirtoa kasvimateriaalin ja liuottimen (esim. etanolin) välillä.

Tutkimus-todistetut tulokset ultra ääni artemisiinin uuttaminen

Artemisia annua -lehdistä uuttamisen tehokkuutta ja käytännöllisyyttä on tehty useita tieteellisiä tutkimuksia.

Briars ja Paniwnyk osoittivat, että "ultraääni alhaisissa lämpötiloissa lisää A. annuasta uutettua artemisiinin saantoa noin 58% ja uutteet näyttävät puhtaampilta verrattuna tavanomaiseen jyrsintään; siksi ultraäänen käyttö uuttamisen aikana voi tuottaa edullisempia artemisiinipohjaisia hoitoja." (Briars ja Paniwnyk, 2013)

Zhang et al. (2017) tutki ultraääni artemisiinin uuttamista käyttämällä propyleeniglykolimetyylieetteriä (PGME) liuottimena. Ultraäänellä tuotettu artemisiiniuute analysoitiin ultratehokkaalla nestekromatografialla (UPLC). Analyysitulokset alleviivasivat uutteen laatua. Uutettujen artemisiinien hyvän prosessin toistettavuuden ja stabiilisuuden vuoksi ultraäänellä avustettu uuttaminen käyttämällä vihreää ja tehokasta monoeetteripropyleeniglykolimetyylieetteriä (PGME) liuottimena osoittaa suuria mahdollisuuksia bioaktiivisten molekyylien uuttamiseen ja erottamiseen kasvitieteellisistä molekyyleistä. Ultraääniuutto propyleeniglykolimetyylieetterillä (PGME) liuottimena johti korkeaan kokonaisuuttotehokkuuteen ja korkeaan artemisiinisatoon. (vrt. Zhang et ai., 2017)

Toisessa tutkimuksessa Zhang et al. (2020) esittelee artemisiinin ultraääniuuttoa hydroksipropyyli-β-syklodekstriinillä. Syklodekstriinin lisäys parantaa huonosti vesiliukoisen artemisiiniyhdisteen vapautumista ja mahdollistaa veden käytön liuottimena, jolla on hyvä uuttotuotto. Ultraääniuutto yhdessä syklodekstriinin kanssa nosti artemisiinimäärän 8,66 mg/g: iin, mikä on huomattavasti enemmän kuin vastaava määrä 1, 70 mg/ g vedessä.

Korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimet Artemisinin tuotantoon

Hielscher Ultrasonicsin korkean suorituskyvyn ultraääniuuttojärjestelmiä käytetään maailmanlaajuisesti R: llä&D pieni, keskikokoinen ja täysin kaupallinen tuotantotaso eri toimialoilla, kuten elintarvikkeissa, ravintolisissä ja lääketuotannossa. Korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimet tehostavat uuttoprosessia ja lisäävät saantoa ja parantavat siten korkealaatuisen uutteentuotannon yleistä tehokkuutta. Hielscher Ultrasonics tarjoaa uuttolaitteita mihin tahansa tilavuuteen / prosessikapasiteettiin. Hielscher Ultrasonics on yli 25 vuoden kokemus kasvitieteellisestä uuttamisesta, ja se on luotettava kumppanisi artemisia annuasta peräisin olevan korkean suorituskyvyn ultraääniuuton osalta!

Suorituskykyiset, huippuluokan ultraäänit

Hielscher-ultraäänilaitteiden älykkäät ominaisuudet on suunniteltu takaamaan luotettava toiminta, toistettavissa oleva lopputulos ja käyttäjäystävällisyys. Toiminta-asetuksiin pääsee helposti käsiksi ja niihin voi soittaa intuitiivisen valikon kautta, johon pääsee digitaalisen värikosketusnäytön ja selaimen kaukosäätimen kautta. Siksi kaikki käsittelyolosuhteet, kuten nettoenergia, kokonaisenergia, amplitudi, aika, paine ja lämpötila, kirjataan automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille. Näin voit tarkistaa ja vertailla aiempia sonikaatioajoja ja optimoida artemisiinin louhintaprosessin mahdollisimman tehokkaasti.
Hielscher Ultrasonics -järjestelmiä käytetään maailmanlaajuisesti korkealaatuisten kasvitieteellisten uutteiden valmistukseen. Hielscherin teolliset ultraäänikoneet voivat helposti käyttää korkeita amplitudia jatkuvassa käytössä (24/7/365). Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan helposti jatkuvasti tuottaa tavallisilla sonotrodeilla (ultraäänianturit / sarvet). Vielä korkeampia amplitudit, räätälöity ultraääni ultraääni sonotrodit ovat saatavilla. Kestävyyksistään ja vähäisestä huollostaan johtuen ultraääniuuttojärjestelmämme asennetaan yleisesti raskaisiin sovelluksiin ja vaativiin ympäristöihin.

Ota meihin yhteyttä nyt oppiaksesi lisää artemisiinin ultraääniuutosta Artemisia annua -laitoksesta. Lähetämme mielellämme sinulle tietoa ultraääniuuttojärjestelmistämme ja hinnoittelustamme! Kokenut henkilökuntamme keskustelee mielellään hakemuksestasi ja käsittelyvaatimuksistasi kanssasi!
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista: