Erittäin tehokas artemisiiniuutto sonikaatiolla
Artemisiniini voidaan uuttaa tehokkaasti käyttämällä korkean suorituskyvyn sonikaatiota. Ultraääniuutto antaa erittäin suuria artemisiinin saantoja käyttämällä lieviä liuottimia. Ultraäänellä tapahtuva uuttoprosessi kiihtyy voimakkaasti. Ultraääniuuttimien käsittelyolosuhteet ovat tarkasti hallittavissa, mikä mahdollistaa lämpöherkän biomolekyylin artemisiniinin hajoamisen estämisen.
Artemisiinin uuttaminen
Artemisiini on bioaktiivinen molekyyli, jota esiintyy Artemisia annua -kasvin trikomirauhasissa, jota käytetään malarialääkkeenä ja jolla on suuri potentiaali lääkkeenä useiden muiden sairauksien, kuten syövän ja SARS-CoV-2: n, hoidossa. Perinteinen uuttomenetelmä sisältää myrkyllisiä liuottimia, ja se on kallis, epäoptimaalinen prosessi. Artemisiinin tuottaminen suuressa mittakaavassa ympäristön ja talouden kannalta suotuisissa olosuhteissa edellyttää tehokasta ja vihreää uuttotekniikkaa. Ultraääniuutto on laajalti vakiintunut uuttomenetelmä, jota voidaan käyttää yhdessä veden tai etanolin kanssa myrkyttöminä liuottimina. Ultraääniuuton on jo osoitettu aiheuttavan suuria artemisiinin saantoja, joten artemisiinin tuotanto voidaan skaalata nopeasti suuriin määriin. Ultraääniuuttolaitteet erä- ja in-line-käsittelyyn teollisella tasolla ovat helposti saatavilla.
Ultraääniuutin UIP2000hdT artemisiinin teolliseen eräuuttoon Artemisia annua -lehdistä.
Artemisiinin ultraääniuutto Artemisia annuasta
Tehon ultraäänen käyttö uuttamiseen ylittää muut uuttomenetelmät useissa tärkeissä tekijöissä, kuten saannossa, uuttoajassa, ympäristöystävällisyydessä ja kustannustehokkuudessa.
Perinteisen artemisiiniuuton haitat
Artemisiinin perinteiset uuttomenetelmät ovat aikaa vieviä, voivat vahingoittaa bioaktiivisia artemisiinimolekyylejä korkeiden lämpötilojen vuoksi ja niillä on suuri ympäristövaikutus korkeissa lämpötiloissa käytettyjen orgaanisten liuottimien vuoksi. Lisäksi jatkojalostusprosessissa tarvitaan laajamittaista puhdistusta epäpuhtauksien poistamiseksi raakauutteesta.
Ultraääni Artemisinin uuttamisen edut
Tehon ultraäänen käyttämisellä uuttamiseen on useita positiivisia vaikutuksia, jotka tehostavat uuttoprosessia: Korkean suorituskyvyn ultraääni luo akustisen kavitaatiota. Tämä akustinen kavitaatio edistää kasvitieteellistä uuttoa solujen häiriöillä siten, että loukkuun jääneet biomolekyylit vapautuvat kasvin solumatriisista. Lisäksi kavitaatiovoimat tehostavat massansiirtoa kuljettaen biomolekyylejä, kuten artemisiniinia, tehokkaasti ympäröivään liuottimeen. Ultraääniuuton toimintaperiaate voidaan edistää puhtaasti mekaanisiin kavitaatiovoimiin. Tämä tarkoittaa, että sonikaatio on ei-terminen, ei-kemiallinen uuttotekniikka. Ei-terminen uuttotekniikka 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. -valmistetta ei voitu keittää kuumassa vedessä artemisiinin saamiseksi.
- Korkeammat saannot
- Ylivoimainen laatu
- Nopea uutto
- Valitse haluamasi liuotin
- Ei termistä hajoamista
- Toimii tuoreiden ja kuivattujen lehtien kanssa
- Tarkasti hallittavat olosuhteet
- Kustannustehokas
Vihreät liuottimet ultraääni-artemisiinin uuttamiseen
Artemisiinin tuotannossa käytettäviä klassisia uuttoliuottimia ovat heksaani, maaöljyeetteri tai dikloorimetaani. Ultraääniohjattu uuttaminen on yhteensopiva minkä tahansa liuottimen kanssa, mukaan lukien lievät, vihreät liuottimet, kuten etanoli tai vesi. Artemisiinin ultraääniuutto etanolilla on yhtä tehokas verrattuna koviin liuottimiin. Koska artemisiinilla on huono vesiliukoisuus, syklodekstriinejä voidaan käyttää parantamaan artemisiinin ultraääniuuttoa kylmällä vedellä.
Mikä tekee ultraääni-artemisiiniuutosta niin tehokkaan?
Ultraäänellä avustetun uuttamisen etujen ymmärtämiseksi on ymmärrettävä tehon ultraäänen toimintaperiaate. Tehon ultraäänen uuttoa tehostava mekanismi johtuu pääasiassa akustisen kavitaation ilmiöstä. Ultraäänikavitaatio aiheuttaa törmäyksiä kasvitieteellisen biomassan hiukkasten (kuten Artemisia annua L. lehdet) välillä, mikä johtaa erityiseen fraktiointiin ja hiukkaskoon pienenemiseen. Kun kavitaatiokuplat romahtavat kasviperäisten kiintoaineiden pinnalle, eroosio ja sonoporaatio laajentavat hiukkasten pintaa edelleen. Näin voimistunut massansiirto helpottaa molekyylien, kuten proteiinien, lipidien, sokereiden, vitamiinien, antioksidanttien, fytokemikaalien (esim. artemisiinin) ja ravintokuitujen vapautumista. Ultraäänellä tuotetut leikkausvoimat parantavat liuottimen tunkeutumista kasvitieteellisen aineen solumatriisiin ja parantavat vastaavasti solukalvojen läpäisevyyttä. Nämä tehon ultraäänimekanismit ovat vastuussa merkittävästä prosessin tehostamisesta, joka saavutetaan, kun ultrasonicationia käytetään kasvitieteelliseen uuttamiseen.
Tehon ultraääniaallot häiritsevät kasvitieteellisten aineiden solurakennetta, vapauttavat bioaktiivisia yhdisteitä ja edistävät massansiirtoa kasvimateriaalin ja liuottimen (esim. etanoli) välillä.
Ultraäänilaite UP400St (400 wattia) artemisiinin eräuuttoa varten.
Tutkimuksessa todistetut tulokset ultraääni-artemisiinin uuttamisesta
Useita tieteellisiä tutkimuksia on tehty Artemisia annua -lehdistä peräisin olevan ultraääniartemisiinin uuttamisen tehokkuuden ja käytännöllisyyden tutkimiseksi.
Briars ja Paniwnyk osoittivat, että "ultraääni alhaisissa lämpötiloissa lisää A. annuasta uutetun artemisiinin saantoa noin 58% ja uutteet näyttävät puhtaammilta verrattuna tavanomaiseen liotukseen; Siksi ultraäänen käyttö uuttamisen aikana voi tuottaa halvempia artemisiniinipohjaisia hoitoja. (Briars ja Paniwnyk, 2013)
(2017) tutki ultraääniartemisiinin uuttamista käyttäen propyleeniglykolimetyylieetteriä (PGME) liuottimena. Ultraäänellä tuotettu artemisiniiniuute analysoitiin Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) -menetelmällä. Analyysitulokset korostivat uutteen laatua. Uutetun artemisiinin hyvän prosessin toistettavuuden ja stabiilisuuden vuoksi ultraäänellä avustettu uutto, jossa käytetään vihreää ja tehokasta monoeetteripropyleeniglykolimetyylieetteriä (PGME) liuottimena, osoittaa suuria mahdollisuuksia bioaktiivisten molekyylien uuttamisessa ja erottamisessa kasvitieteellisistä aineista. Ultraääniuutto käyttäen propyleeniglykolimetyylieetteriä (PGME) liuottimena johti korkeaan uuttotehokkuuteen ja korkeisiin artemisiinisaantoihin. (vrt. Zhang et al., 2017)
(2020) esittävät artemisiinin ultraääniuuton hydroksipropyyli-β-syklodekstriinillä. Syklodekstriinin lisääminen parantaa huonosti vesiliukoisen yhdisteen artemisiinin vapautumista ja mahdollistaa veden käytön liuottimena, jolla on hyvät uuttosaannot. Ultraääniuutto yhdessä syklodekstriinin kanssa lisäsi artemisiinin määrää 8,66 mg/g, mikä on huomattavasti enemmän kuin vastaava määrä 1,70 mg/g vedessä.
Korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimet artemisiinin tuotantoon
Hielscher Ultrasonicsin korkean suorituskyvyn ultraääniuuttojärjestelmiä käytetään maailmanlaajuisesti R: ssä&D, pienet, keskisuuret ja täysin kaupalliset tuotantotasot eri toimialoilla, kuten elintarvike-, ravintolisä- ja lääketuotannossa. Korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimet tehostavat uuttoprosessia ja lisäävät saantoa, mikä parantaa korkealaatuisen uutteen tuotannon yleistä tehokkuutta. Hielscher Ultrasonics tarjoaa uuttolaitteita mihin tahansa tilavuuteen / prosessikapasiteettiin. Hielscher Ultrasonics, jolla on kokemusta kasvitieteellisestä uuttamisesta yli 25 vuotta, on luotettava kumppanisi korkean suorituskyvyn ultraääniuuttoon Artemisia annuasta!
Suorituskykyiset, huipputekniset ultraäänilaitteet
Hielscher-ultraäänilaitteiden älykkäät ominaisuudet on suunniteltu takaamaan luotettava toiminta, toistettavat tulokset ja käyttäjäystävällisyys. Käyttöasetuksiin pääsee helposti käsiksi ja niihin voi valita intuitiivisen valikon kautta, johon pääsee digitaalisen värikosketusnäytön ja selaimen kaukosäätimen kautta. Siksi kaikki käsittelyolosuhteet, kuten nettoenergia, kokonaisenergia, amplitudi, aika, paine ja lämpötila, tallennetaan automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille. Näin voit tarkistaa ja verrata aiempia sonikaatioajoja ja optimoida artemisiinin uuttoprosessin mahdollisimman tehokkaasti.
Hielscher Ultrasonics -järjestelmiä käytetään maailmanlaajuisesti korkealaatuisten kasvitieteellisten uutteiden valmistukseen. Hielscherin teolliset ultraäänilaitteet voivat helposti ajaa suuria amplitudit jatkuvassa toiminnassa (24/7/365). Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan helposti tuottaa jatkuvasti tavallisilla sonotrodeilla (ultraäänianturit / sarvet). Vielä suuremmille amplitudille on saatavana räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Kestävyytensä ja vähäisen huoltonsa vuoksi ultraääniuuttojärjestelmämme asennetaan yleisesti raskaisiin sovelluksiin ja vaativiin ympäristöihin.
Ota yhteyttä nyt saadaksesi lisätietoja artemisiinin ultraääniuutosta Artemisia annua -kasvista. Lähetämme mielellämme sinulle tietoa ultraääniuuttojärjestelmistämme ja hinnoittelustamme! Kokenut henkilökuntamme keskustelee mielellään hakemuksestasi ja käsittelyvaatimuksistasi kanssasi!
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 - 10L / min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10-100L / min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita sekoitussovelluksiin, dispersioon, emulgointiin ja uuttamiseen laboratorio-, pilotti- ja teollisessa mittakaavassa.
Kirjallisuus / Viitteet
- Zhang, Yongqiang; Prawang, Phongphat; Li, Chunshan; Meng, Xiangzhan; Zhao, Yu; Wang, Hui; Zhang, Suojiang (2017): Ultrasonic Assisted Extraction of Artemisinin from Artemisia Annua L. Using Monoether based Solvents. Green Chemistry 2017.
- Zhang, Yongqiang; Cao, Yingying; Meng, Xiangzhag; Prawang, Phonphat; Wang, Hui (2020): Extraction of Artemisinin with Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin Aqueous Solution for Fabrication of Drinkable Extract. Green Chemical Engineering 2020.
- Rhianna Briars; Larysa Paniwnyk (2012): Examining the extraction of artemisinin from artemisia annua using ultrasound. AIP Conference Proceedings 1433, 581.
- Rhianna Briars, Larysa Paniwnyk (2013): Effect of ultrasound on the extraction of artemisinin from Artemisia annua. Industrial Crops and Products, Volume 42, 2013. 595-600.
Mitä Artemisinin on ja mihin sitä käytetään?
Artemisiini on yhdiste, joka on johdettu Artemisia annua -kasvista, joka tunnetaan yleisesti nimellä makea koiruoho. Se tunnetaan ensisijaisesti malarialääkkeistään ja sitä käytetään malarian hoidossa. Artemisiini ja sen johdannaiset ovat olleet erittäin tehokkaita lääkkeille vastustuskykyisiä malariakantoja vastaan, mikä tekee niistä ratkaisevan tärkeitä taudin torjunnassa.
Teollisen hyödyntämisen kannalta artemisiini kiinnostaa erilaisia mahdollisia sovelluksia lääketieteen ulkopuolella. Se on osoittautunut lupaavaksi useilla aloilla, kuten maataloudessa, jossa se voi toimia luonnollisena rikkakasvien torjunta-aineena ja torjunta-aineena. Lisäksi tutkitaan sen mahdollista käyttöä syövän hoidossa. Näitä sovelluksia tutkitaan tieteellisesti ja testataan pilottimittakaavassa niiden toteuttamiseksi eri teollisuudenaloilla.
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta Teollisuuden koko.