Technologie des ultrasons Hielscher

Partitionnement triphasé ultrasonore amélioré

  • La séparation en trois phases (TPP) est une technique permettant d'extraire, de séparer et de purifier des composants, par exemple des lipides, des enzymes, des polysaccharides et d'autres biomolécules, à partir de matériel biologique.
  • Le partitionnement triphasé assisté par ultrasons excelle le TPP conventionnel par un rendement plus élevé, une pureté améliorée et une vitesse exceptionnelle.
  • Le TPP à ultrasons est applicable aux petits et grands volumes et peut facilement être adapté à la production industrielle.

Partitonnement ultrasonique triphasé

Partitionnement triphasé

La séparation en trois phases (TPP) est un procédé simple et efficace en une étape pour la séparation, la purification et la concentration de biomolécules telles que des enzymes, des lipides, des polysaccharides, etc. à partir de mélanges complexes.
La TPP est réalisée par l'addition séquentielle d'une quantité suffisante de sel (typiquement du sulfate d'ammonium) et d'un solvant organique (principalement t-butanol /tert-butanol). Des sels tels que le sulfate d'ammonium sont utilisés à une certaine saturation pour précipiter la protéine. Un solvant organique tel que t-butanol est ajouté pour former des couches en trois phases et pour éliminer les composés de faible poids moléculaire tels que les lipides, les composés phénoliques et certains détergents. Depuis t-butanol a un point d'ébullition élevé, mais moins inflammable que l'éthanol et le méthanol, tle butanol est le solvant préféré pour le TPP.
Après le traitement de l'extrait brut et de la décantation, le mélange se sépare en trois phases distinctes: le solvant supérieur (t-butanol) contient des composés non polaires, qui sont séparés de la phase aqueuse inférieure (contenant des composés polaires) par un précipité protéique interfacial. Les protéines désirées sont sélectivement séparées en une phase et d'autres protéines contaminantes à l'autre phase. Cela provoque une purification partielle et une concentration de la protéine. Le processus d'extraction est une amalgamation de kosmotropique, de relargage, de co-solvant isotonique et de précipitation osmolytique de protéines.

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TPP ultrasonore amélioré

Le partitionnement ultrasonique triphasé excelle par la pureté maximum, la récupération et le temps de traitement réduit.La sonication intensifie considérablement le processus TPP. Le PPT assisté par ultrasons est utilisé avec succès pour la séparation et la purification des biomolécules. Une large gamme de biomoelcules a été isolée plus efficacement en moins de temps. Par exemple, les enzymes végétales (p. ex. bromélaïne, papaïne, invertase, polyphénol oxydase et inhibiteurs de la trypsine), animales (p. ex. trypsine, α-chymotrypsine, chymosine, pepsine et luciférase) et microbes (p. ex.g. lipase, α-amylase, α-galactosidase, serratiopeptidase, cyclodextrine glycosyltransférase et enzymes fibrinolytiques). Un autre avantage du PPT ultrasonique est l'activité accrue de diverses enzymes, ce qui se traduit par des rendements apparemment plus élevés (>100%) puisque l'enzyme ou la protéine ciblée précipite dans la couche intermédiaire entre les phases organique et aqueuse.
Le TPP ultrasonique peut être utilisé efficacement avec des échantillons bruts et peut être facilement mis à l'échelle.

Partitionnement triphasé amélioré par ultrasons (TPP)

La sonication améliore considérablement le partitionnement en trois phases et permet d'obtenir un rendement et une pureté supérieurs dans des temps de traitement considérablement plus courts.

avantages:

  • rendements plus élevés
  • récupération rapide
  • haute pureté
  • gain de temps
  • peu coûteux
  • facile à exécuter
  • respectueux de la nature
  • pour le laboratoire et l'industrie

Exemples pour US-TPP

TPP ultrasonique pour l'extraction de l'astaxanthine

Pour l'extraction de l'astaxanthine (AX), le traitement combiné du TPP et de la sonication avec Hielscher UP400S est non seulement simple et facilement applicable, mais aussi une technique très efficace pour isoler AX de la biomasse bactérienne de Paracoccus NBRC 101723. Les variables de fonctionnement de la sonication peuvent être optimisées pour obtenir des résultats d'extraction optimaux. Les paramètres de traitement par ultrasons tels que l'amplitude, le temps, la température et le récipient d'extraction (taille, forme) ainsi que la taille des particules de la biomasse affectent significativement la libération ultrasonore d'AX à partir de la biomasse. L'ultrasonication de la biomasse humide donne de meilleurs résultats que le TPP ultrasonique de la biomasse séchée pour une extraction rapide et efficace de l'AX. Le TPP ultrasonique résulte en une récupération AX 37% plus élevée que l'extraction par solvant classique. (cf Chougle et al., 2013)

TPP ultrasonique pour la séparation de l'andrographolide de Andrographis paniculata

Andrographolide est un diterpénoïde labdane, qui est apprécié pour ses effets anti-inflammatoires, antioxydants, hépatoprotecteurs, anti-cancérigènes et anti-diabétiques. Des études comparatives montrent que le TPP ultrasonique augmente non seulement le rendement de l'andrographolide, mais améliore également l'activité antioxydante par rapport au TPP conventionnel.

Processeurs ultrasoniques haute performance

Hielscher Ultrasonics est spécialisée dans la conception et la fabrication de systèmes ultrasoniques de haute puissance pour l'extraction ainsi que dans de nombreux autres procédés.
Notre gamme de produits couvre les petites, dispositifs de laboratoire puissants, ultra-puissants de paillasse et systèmes industriels à haute performance. Le collecteur Accessoires permettre l'adaptation idéale du système à ultrasons à vos exigences de processus spécifiques. Tous les ultrasonores Hielscher sont construits pour un fonctionnement 24/7 à pleine charge.
Notre expérience de longue date dans le traitement par ultrasons nous permet de consulter nos clients depuis leurs premiers tests avec ultrasons à travers les étapes d'optimisation des processus et de mise en œuvre à l'échelle industrielle.
Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour nous parler de votre processus! Nous sommes heureux de recommander de discuter des opportunités et avantages de la sonication pour votre application.

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Hielscher couvre toute la gamme de ultrasonicators de laboratoire compact à taille paillasse et des systèmes complets de taille de la production commerciale.

Équipement à ultrasons puissant et fiable du laboratoire à l'échelle industrielle.

Littérature / Références

  • Chougle, JA: et al. (2013): Séparation triphasée assistée par échographie (UATPP): Une nouvelle technique développée pour l'extraction de l'astaxanthine à partir de Paracoccus NBRC 101723. CSBE / SCGAB 2013 – Conférence annuelle Université de la Saskatchewan, Saskatoon, 7-10 juillet 2013.
  • Ketnawa, S. et al (2017): Séparation de phase pour la séparation d'enzymes: Un aperçu et des applications récentes. International Food Research Journal 24 (1), 2017. 1-24.
  • Varakumar, S. et al. (2017): Extraction améliorée de l'oléorésine de la poudre de rhizome de gingembre (Zingiber officinale) en utilisant un partitionnement en trois phases assisté par une enzyme. Chimie alimentaire 216, 2017. 27-36.
  • Yan J.-K. et al. (2018): Échographie synergisée avec séparation en trois phases pour l'extraction et la séparation des polysaccharides de Corbicula fluminea et des mécanismes pertinents possibles. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 40, partie A, 2018. 128-134.


Qu'il faut savoir

Partitionnement triphasé (TPP)

La TPP est une technique de bioséparation, basée sur le partage des constituants polaires, des protéines et des constituants hydrophobes dans trois phases comprenant de l'eau, du sulfate d'ammonium et du t-butanol.
Des enzymes thérapeutiques et industrielles importantes (par exemple l'α-galactocidase, les inhibiteurs de l'α-amylase et la protéase) et des composés naturels (par exemple les diterpènes tels que la forskoline et l'andrographolide) sont purifiés par séparation en trois phases. Tandis que les pigments, les lipides et les inhibiteurs enzymatiques s'accumulent dans la phase supérieure du solvant, qui est séparée de la phase aqueuse inférieure, où des composants polaires tels que les saccharides s'accumulent, par une couche intermédiaire de protéine précipitée. Depuis t-butanol se lie aux protéines précipitées par TPP, qui se produisent sous forme de coprécipités de protéine-t-butanol, il flotte entre la couche organique et aqueuse et peut être facilement séparé et purifié. En général, les biomolécules sont récupérées sous forme purifiée à l'interphase, tandis que les contaminants se répartissent principalement t-butanol (phase supérieure) et à la phase aqueuse (phase inférieure).

Astaxanthine

L'astaxanthine (3, 3´-dihydroxy-ß, ß-carotène 4, 4´-dione) est un céto-caroténoïde appartenant à la classe des terpènes. Comme tétraterpénoïde, il est constitué de cinq précurseurs du carbone, l'isopentényldiphosphate et le diméthylallyldiphosphate. L'astaxanthine est un pigmant végétal jaune-orange et donc classé comme xanthophylle. L'astaxanthine se trouve principalement dans les microalgues, les levures, les salmonidés, la truite, le krill, les crevettes, les langoustes et les crustacés. L'astaxanthine est utilisée en tant qu'agent antiradicalaire, protecteur de la peau, anticancérigène et stimulant du système immunitaire. Elle est utilisée comme supplément et comme additif dans les aliments, les produits pharmaceutiques et les cosmétiques. Les ultrasons TPP améliorent le processus d'extraction et de séparation de l'astaxanthine de sources naturelles et rendent sa production économique applicable au niveau industriel.

Hielscher Ultrasonics est spécialisée dans le traitement ultrasonique haute performance

UIP1000hdT – Ultrasonateur industriel 1kW