Ultraäänellä parannettu kolmivaiheinen osiointi
- Kolmivaiheinen jakautuminen (TPP) on tekniikka, jolla uutetaan, erotetaan ja puhdistetaan komponentteja, kuten lipidejä, entsyymejä, polysakkarideja ja muita biomolekyylejä, biologisesta materiaalista.
- Ultraäänellä avustettu kolmivaiheinen osiointi ylittää perinteisen kolmivaiheisen osioinnin suuremmalla saannolla, paremmalla puhtaudella ja poikkeuksellisella nopeudella.
- Ultraääni kolmivaiheinen osiointi soveltuu pienille ja suurille määrille ja se voidaan helposti skaalata teolliseen tuotantoon.
Ultraääni kolmivaiheinen partitonointi
Kolmivaiheinen osiointi
Kolmivaiheinen jakaantuminen (TPP) on yksinkertainen ja tehokas yksivaiheinen prosessi biomolekyylien, kuten entsyymien, lipidien, polysakkaridien jne., erottamiseksi, puhdistamiseksi ja konsentraatioksi monimutkaisista seoksista.
TPP suoritetaan lisäämällä peräkkäin riittävä määrä suolaa (tyypillisesti ammoniumsulfaattia) ja orgaanista liuotinta (pääasiassa t-butanoli/tert-butanoli). Suoloja, kuten ammoniumsulfaattia, käytetään tietyssä kyllästymisessä proteiinin saostamiseksi. Orgaaninen liuotin, kuten t-butanolia lisätään kolmifaasikerrosten muodostamiseksi ja pienimolekyylipainoisten yhdisteiden, kuten lipidien, fenolien ja joidenkin pesuaineiden poistamiseksi. Koska t-butanolilla on korkea kiehumispiste, mutta vähemmän syttyvää kuin etanolilla ja metanolilla, t-butanoli on TPP:n ensisijainen liuotin.
Raakauutteen käsittelyn ja dekantoinnin jälkeen seos hajoaa kolmeen erilliseen faasiin: ylempään liuottimeen (t-butanoli) faasi sisältää ei-polaarisia yhdisteitä, jotka erotetaan alemmasta vesifaasista (joka sisältää polaarisia yhdisteitä) rajapintaproteiinisaostumilla. Halutut proteiinit jakautuvat selektiivisesti yhteen faasiin ja muut kontaminanttiproteiinit toiseen faasiin. Tämä aiheuttaa proteiinin osittaisen puhdistuksen ja pitoisuuden. Uuttoprosessi on kosmotrooppisen, suolaavan, isotonisen koliuottimen ja proteiinien osmolyyttisen saostumisen yhdistelmä.
Ultraäänellä parannettu kolmivaiheinen osiointi
Sonikaatio tehostaa TPP-prosessia merkittävästi. Ultraäänellä avustettua kolmivaiheista ositusta käytetään menestyksekkäästi biomolekyylien erottamiseen ja puhdistamiseen. Laaja valikoima biomoelkuloita on eristetty tehokkaammin lyhyemmässä ajassa. Esimerkiksi entsyymit kasveista (esim. bromelaiini, papaiini, invertaasi, polyfenolioksidaasi ja trypsiinin estäjät), eläimistä (esim. trypsiini, α-kymotrypsiini, kymosiini, pepsiini ja lusiferaasi) ja mikrobeista (esim. lipaasi, α-amylaasi, α-galaktosidaasi, serratiopeptidaasi, syklodekstriiniglykosyylitransferaasi ja fibrinolyyttiset entsyymit) puhdistettiin ultraääni-TPP:llä. Ultraääni-kolmivaiheisen osituksen lisäetuna on eri entsyymien lisääntynyt aktiivisuus, mikä johtaa näennäisiin korkeampiin saantoihin (noin 100%), koska kohdennettu entsyymi tai proteiini saostuu keskikerrokseen orgaanisten ja vesifaasien välillä.
Ultraääni kolmivaiheista osiointia voidaan käyttää tehokkaasti raakanäytteiden kanssa ja sitä voidaan helposti skaalata.
Sonikaatio parantaa kolmivaiheista osiointia merkittävästi ja johtaa suurempaan saantoon ja puhtauteen huomattavasti lyhyemmässä prosessiajassa.
- Korkeampi saanto
- nopea elpyminen
- korkea puhtaus
- Aikaa säästävä
- huokea
- Helppo käyttää
- ympäristöystävällinen
- Laboratorioille ja teollisuudelle
Esimerkkejä ultraäänikolmivaiheisesta osioinnista (US-TPP)
Ultraääni TPP astaksantiinin uuttamiseksi
Astaksantiinin (AX) uuttamiseksi TPP: n ja sonikoinnin yhdistetty käsittely Hielscher-sonikaattorilla UP400S ei ole vain yksinkertainen ja helposti sovellettavissa, vaan myös erittäin tehokas tekniikka AX: n eristämiseksi Paracoccus NBRC 101723: n bakteeribiomassasta. Sonikoinnin toimintamuuttujat voidaan optimoida optimaalisten uuttotulosten saamiseksi. Ultraäänikäsittelyparametrit ovat amplitudi, aika, lämpötila ja uuttoastia (koko, muoto) sekä biomassan hiukkaskoko vaikuttavat merkittävästi AX: n ultraäänivapautumiseen biomassasta. Märän biomassan ultraääni antaa parempia tuloksia kuin kuivatun biomassan ultraääni-TPP AX: n nopeaan ja tehokkaaseen uuttamiseen. Ultraääni-TPP johtaa 37% korkeampaan AX-talteenottoon kuin tavanomainen liuottimen uuttaminen. (vrt. Chougle et al. 2013)
Ultraääni TPP andrografilidin erottamiseksi Andrographis paniculatasta
Andrographolidi on labdaniditerpenoidi, jota arvostetaan sen korkeista anti-inflammatorisista, antioksidanteista, hepatoprotektiivisista, karsinogeenisista ja diabetesta ehkäisevistä vaikutuksista. Vertailevat tutkimukset osoittavat, että ultraääni-TPP ei ainoastaan lisännyt andrografilidin saantoa, vaan myös parantaa antioksidatiivista aktiivisuutta verrattuna tavanomaiseen TPP: hen.
Korkean suorituskyvyn sonikaattorit kolmivaiheiseen osiointiin
Hielscher Ultrasonics on erikoistunut suuritehoisten ultraäänijärjestelmien suunnitteluun ja valmistukseen uuttamista varten sekä moniin muihin prosesseihin.
Tuotevalikoimamme kattaa pienet, tehokkaat laboratoriosonikaattorit, vankat penkkihomogenisaattorit ja teolliset korkean suorituskyvyn ultraäänijärjestelmät. Jakotukin lisävarusteet mahdollistavat ultraäänijärjestelmän ihanteellisen mukauttamisen erityisiin prosessivaatimuksiisi. Kaikki Hielscher-sonikaattorit on rakennettu 24/7 toimintaan täydellä kuormituksella.
Pitkäaikainen kokemuksemme ultraäänikäsittelystä antaa meille mahdollisuuden kuulla asiakkaitamme ensimmäisistä ultraäänitesteistä prosessin optimoinnin ja toteutuksen vaiheiden kautta teollisessa mittakaavassa.
Käytä alla olevaa lomaketta kertoaksesi meille prosessistasi! Olemme iloisia voidessamme suositella keskustelemaan sonikoinnin mahdollisuuksista ja eduista sovelluksellesi.
Ultraäänihomogenisaattori UP400St kolmivaiheisen osioinnin tehostamiseksi
Kirjallisuus/viitteet
- (2013): Ultraääniavusteinen kolmivaiheinen osiointi (UATPP): Uusi tekniikka, joka on kehitetty astaksantiinin uuttamiseksi Paracoccus NBRC -101723. CSBE/SCGAB 2013 – Vuosittainen konferenssi Saskatchewanin yliopisto, Saskatoon, 7.-10. heinäkuuta 2013.
- Ketnawa, S. et ai (2017): Faasiosiointi entsyymien erottamiseksi: yleiskatsaus ja viimeaikaiset sovellukset. Kansainvälinen elintarviketutkimuslehti 24(1), 2017. 1-24.
- (2017): Oleoresiinin tehostettu uuttaminen inkivääristä (Zingiber officinale) juurakkojauheesta entsyymiavusteisella kolmivaiheisella osituksella. Elintarvikekemia 216, 2017. 27–36.
- Yan J.-K. (2018): Ultraääni synergisoitu kolmivaiheisen osituksen kanssa Corbicula fluminea -polysakkaridien uuttamiseksi ja erottamiseksi ja mahdollisten asiaankuuluvien mekanismien erottamiseksi. 40, osa A, 2018. 128-134.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Kolmivaiheinen osiointi (TPP)
TPP on bioerotustekniikka, joka perustuu polaaristen aineosien, proteiinien ja hydrofobisten ainesosien jakamiseen kolmessa faasissa, jotka koostuvat vedestä, ammoniumsulfaatista ja t-butanolista.
Moninkertaiset tärkeät terapeuttiset ja teolliset entsyymit (esim. α-galaktosidaasi, α-amylaasin estäjät ja proteaasi) ja luonnolliset yhdisteet (esim. diterpeenit kuten forskoliini ja andrografiolidi) puhdistetaan kolmivaiheisella jakaantumisella. Vaikka pigmentit, lipidit ja entsyymi-inhibiittorit kertyvät ylempään liuotinfaasiin, joka on erotettu alemmasta vesifaasista, jossa polaariset komponentit, kuten sakkaridit, kerääntyvät, proteiinin saostuneella välikerroksella. Koska t-butanoli sitoo TPP-saostuneita proteiineja, jotka esiintyvät proteiini-t-butanolikopresostitoituina, se kelluu orgaanisen ja vesipitoisen kerroksen välissä ja voidaan helposti erottaa ja puhdistaa. Yleensä biomolekyylit otetaan talteen puhdistetussa muodossa interfaasissa, kun taas epäpuhtaudet jakautuvat enimmäkseen t-butanoli (yläfaasi) ja vesifaasi (alafaasi).
Astaksantiini
Astaksantiini (3, 3'-dihydroksi-ß, ß-karoteeni 4, 4'-dioni) on keto-karotenoidi, joka kuuluu terpeenien luokkaan. Tetraterpenoidina se on rakennettu viidestä hiilen lähtöaineesta, isopentenyylidifosfaatista ja dimetyyliallyylidifosfaatista. Astaksantiini on kelta-oranssi kasvi, joka luokitellaan siksi ksantofylliksi. Astaksantiinia esiintyy pääasiassa mikrolevissä, hiivassa, salmonoideissa, taimenessa, kriillissä, katkarapuissa, rapuissa ja äyriäisissä. Erittäin voimakkaana vapaiden radikaalien poistajana, ihoa suojaavana, syöpää aiheuttavana ja immuunijärjestelmän tehostajana astaksantiinia käytetään lisäravinteena ja lisäaineena elintarvikkeissa, lääkkeissä ja kosmetiikassa. Ultraääni TPP parantaa astaksantiinin uuttamis- ja erotusprosessia luonnollisista lähteistä ja tekee sen taloudellisesta tuotannosta soveltuvan teolliselle tasolle.
UIP1000hdT – 1kW teollinen ultraäänilaite