מיצוי ארטמיסינין יעיל במיוחד עם סוניקציה
ניתן לחלץ ארטמיסינין ביעילות באמצעות סוניקציה בעלת ביצועים גבוהים. מיצוי קולי נותן תשואות גבוהות מאוד של ארטמיסינין באמצעות ממיסים עדינים. תהליך החילוץ החלת אולטרסאונד מואץ באופן דרסטי. תנאי העיבוד במחלצים קוליים ניתנים לשליטה מדויקת, המאפשרת למנוע השפלה של ביומולקולה ארטמיסינין הרגישה לחום.
מיצוי ארטמיסינין
ארטמיסינין היא מולקולה ביו-אקטיבית הקיימת בתוך בלוטות הטריכומה של צמח ארטמיסיה אנואה, המשמשת כתרופה נגד מלריה ומראה פוטנציאל גבוה כתרופה לטיפול במספר מחלות אחרות, כולל סרטן ו- SARS-CoV-2. שיטת המיצוי המסורתית כוללת ממסים רעילים והיא תהליך יקר ולא אופטימלי. על מנת לייצר ארטמיסינין בקנה מידה גדול בתנאים נוחים לסביבה וכלכלית, נדרשת טכניקת מיצוי יעילה וירוקה. מיצוי קולי היא שיטת מיצוי מבוססת שניתן להשתמש בה בשילוב עם מים או אתנול כממיסים לא רעילים. מיצוי אולטראסוני כבר הוכח ככוורת עם תפוקות ארטמיסינין גבוהות, כך שניתן להגדיל במהירות את ייצור הארטמיסינין לנפחים גדולים. ציוד מיצוי קולי לעיבוד אצווה ועיבוד מקוון ברמה תעשייתית זמין.
מחלץ קולי UIP2000hdT למיצוי אצווה תעשייתי של ארטמיסינין מעלי ארטמיסיה אנואה.
מיצוי קולי של ארטמיסינין מ Artemisia annua
השימוש באולטרסאונד כוח למיצוי מצטיין בשיטות שאיבה אחרות בגורמים עיקריים שונים, כולל תפוקה, זמן שאיבה, ידידותיות לסביבה ויעילות כלכלית.
החסרונות של מיצוי ארטמיסינין מסורתי
שיטות מיצוי מסורתיות של ארטמיסינין גוזלות זמן, עלולות לפגוע במולקולות הביו-אקטיביות ארטמיסינין עקב טמפרטורות גבוהות המופעלות, ויש להן השפעה סביבתית גבוהה בשל הממסים האורגניים המשמשים בטמפרטורות גבוהות. בנוסף, בתהליך במורד הזרם יש צורך בטיהור נרחב כדי להסיר זיהומים מהתמצית הגולמית.
היתרונות של מיצוי ארטמיסינין קולי
להפעלת אולטרסאונד עוצמתי לצורך מיצוי יש מספר השפעות חיוביות המעצימות את תהליך החילוץ: אולטרסאונד בעל ביצועים גבוהים יוצר קוויטציה אקוסטית. קוויטציה אקוסטית זו מקדמת מיצוי בוטני על ידי שיבוש תאים, כך שהביומולקולות הכלואות משתחררות ממטריצת התא של הצמח. בנוסף, הכוחות הקוויטציוניים מגבירים את העברת המסה ומעבירים את הביומולקולות, כגון ארטמיסינין, ביעילות לתוך הממס שמסביב. עקרון העבודה של מיצוי קולי יכול להיות תורם כוחות מכניים גרידא של cavitation. משמעות הדבר היא שסוניקציה היא טכניקת מיצוי לא תרמית ולא כימית. היותה טכניקת מיצוי לא תרמית הופכת את המיצוי האולטרסוני למועדף במיוחד מכיוון שארטמיסינין היא תרכובת רגישה תרמית, כלומר טמפרטורות גבוהות יותר (למשל, 70 מעלות צלזיוס) יגרמו לפירוק שלה. כתוצאה מכך, ארטמיסיה annua L. לא ניתן היה להרתיח במים חמים כדי להשיג ארטמיסינין.
- תשואות גבוהות יותר
- איכות מעולה
- מיצוי מהיר
- בחר את הממס המועדף עליך
- ללא השפלה תרמית
- עובד עם עלים טריים ומיובשים
- תנאים הניתנים לשליטה מדויקת
- חסכוני
ממיסים ירוקים למיצוי ארטמיסינין אולטראסוני
ממיסי מיצוי קלאסיים המשמשים לייצור ארטמיסינין כוללים הקסאן, אתר נפט או דיכלורומתאן. מיצוי מונחה אולטרסאונד תואם לכל ממס, כולל ממיסים ירוקים עדינים כגון אתנול או מים. מיצוי קולי של ארטמיסינין עם אתנול יעיל באותה מידה בהשוואה לממסים קשים. מכיוון שארטמיסינין מציג מסיסות מים ירודה, ניתן להשתמש בציקלודקסטרין כדי לשפר את מיצוי המים הקרים העל-קוליים של ארטמיסינין.
מה הופך את מיצוי ארטמיסינין קולי לכל כך יעיל?
כדי להבין את היתרונות של חילוץ בסיוע אולטרה-סאונד, יש להבין את עקרון העבודה של אולטרסאונד כוח. מנגנון המיצוי המתגבר של אולטרסאונד כוח מיוחס בעיקר לתופעת הקוויטציה האקוסטית. קוויטציה על-קולית גורמת להתנגשויות בין חלקיקים של הביומסה הבוטנית (כגון עלי Artemisia annua L), מה שגורם לשבירה בין-מסוימת ולהקטנה של גודל החלקיקים. כאשר בועות קוויטציה קורסות על פני השטח של מוצקי הצומח, שחיקה וסונופורציה מגדילים את פני השטח של החלקיקים עוד יותר. העברת המסה המוגברת מאפשרת שחרור של מולקולות כגון חלבונים, שומנים, סוכרים, ויטמינים, נוגדי חמצון, פיטו-כימיקלים (למשל, ארטמיסינין) וסיבים תזונתיים. כוחות גזירה הנוצרים באולטרסאונד משפרים את חדירת הממס למטריצה התאית של החומר הבוטני ומשפרים את החדירות של קרומי התא, בהתאמה. מנגנונים אלה של אולטרסאונד כוח אחראים להגברת התהליך המשמעותית המושגת כאשר אולטרסוניקציה מוחלת על מיצוי בוטני.
גלי אולטרסאונד עוצמתיים משבשים את מבנה התא של תמציות, משחררים את התרכובות הביו-אקטיביות ומקדמים את מעבר המסה בין החומר הצמחי לממס (למשל, אתנול).
Ultrasonicator UP400St (400 וואט) למיצוי אצווה של ארטמיסינין.
תוצאות מוכחות מחקרית של מיצוי ארטמיסינין קולי
מספר מחקרים מדעיים נערכו על מנת לחקור את היעילות והמעשיות של מיצוי ארטמיסינין קולי מעלי ארטמיסיה אנואה.
בריארס ופאניבניק הראו "שאולטרסאונד בטמפרטורות נמוכות מגדיל את תפוקת הארטמיסינין המופק מ-A. annua בכ-58% והתמציות נראות טהורות יותר בהשוואה להשריה קונבנציונלית; לכן לשימוש באולטרסאונד במהלך השאיבה יש פוטנציאל לייצר טיפולים מבוססי ארטמיסינין בעלות נמוכה יותר". (Briars and Paniwnyk, 2013)
Zhang et al. (2017) חקרו מיצוי ארטמיסינין קולי באמצעות פרופילן גליקול מתיל אתר (PGME) כממס. תמצית ארטמיסינין המיוצרת באולטרסאונד נותחה באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית אולטרה ביצועים (UPLC). תוצאות הניתוח הדגישו את איכות התמצית. בשל חזרתיות התהליך הטוב והיציבות של ארטמיסינין שחולץ, מיצוי בסיוע אולטרה-סאונד באמצעות אתר מונואתר ירוק ויעיל פרופילן גליקול מתיל אתר (PGME) כממס מראה סיכויים גדולים במיצוי והפרדה של מולקולות ביו-אקטיביות מצמחים צמחיים. מיצוי על-קולי באמצעות פרופילן גליקול מתיל אתר (PGME) כממס הביא ליעילות מיצוי כוללת גבוהה ותשואות ארטמיסינין גבוהות. (ראה: Zhang et al., 2017)
במחקר אחר, Zhang et al. (2020) מציגים את המיצוי הקולי של ארטמיסינין באמצעות hydroxypropyl-β-cyclodextrin. תוספת של cyclodextrin משפר את שחרורו של תרכובת מסיסה במים גרוע artemisinin ומאפשר להשתמש במים כמו ממס עם תשואות מיצוי טוב. מיצוי קולי בשילוב עם ציקלודקסטרין הגדיל את כמות הארטמיסינין ל 8.66 מ"ג / גרם, וזה משמעותית יותר מהכמות המקבילה של 1.70 מ"ג / גרם המתקבלת במים.
קולטי אדים על-קוליים בעלי ביצועים גבוהים לייצור ארטמיסינין
מערכות מיצוי קוליות בעלות ביצועים גבוהים מ- Hielscher Ultrasonics משמשות ברחבי העולם ב- R&D, רמות ייצור קטנות, בינוניות ומסחריות לחלוטין בתעשיות שונות כגון מזון, תוספי תזונה וייצור תרופות. מחלצים קוליים בעלי ביצועים גבוהים מגבירים את תהליך המיצוי ומגדילים את התשואה ובכך משפרים את היעילות הכוללת של ייצור תמצית באיכות גבוהה. Hielscher Ultrasonics מציעה ציוד חילוץ עבור כל נפח / קיבולת תהליך. לאחר ניסיון מיצוי בוטני במשך יותר מ 25 שנים, Hielscher Ultrasonics הוא השותף המהימן שלך עבור מיצוי קולי ביצועים גבוהים מ Artemisia annua!
אולטרה-סאונד חדיש בעל ביצועים גבוהים
התכונות החכמות של Hielscher ultrasonicators נועדו להבטיח פעולה אמינה, תוצאות לשחזור וידידותיות למשתמש. ניתן לגשת בקלות להגדרות תפעוליות ולחייג אליהן באמצעות תפריט אינטואיטיבי, אליו ניתן לגשת באמצעות תצוגת מגע צבעונית דיגיטלית ושלט רחוק של הדפדפן. לכן, כל תנאי העיבוד כגון אנרגיה נטו, אנרגיה כוללת, משרעת, זמן, לחץ וטמפרטורה נרשמים באופן אוטומטי על כרטיס SD מובנה. זה מאפשר לך לשנות ולהשוות ריצות סוניקציה קודמות ולמטב את תהליך מיצוי ארטמיסינין ליעילות הגבוהה ביותר.
מערכות Hielscher Ultrasonics משמשים ברחבי העולם לייצור תמציות בוטניות באיכות גבוהה. Hielscher תעשייתי ultrasonicators יכול בקלות להפעיל אמפליטודות גבוהות בפעולה מתמשכת (24/7/365). אמפליטודות של עד 200μm ניתן ליצור בקלות ברציפות עם sonotrodes סטנדרטי (בדיקות קולי / קרניים). עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. בשל חוסנן ותחזוקתן הנמוכה, מערכות החילוץ העל-קוליות שלנו מותקנות בדרך כלל עבור יישומים כבדים ובסביבות תובעניות.
צרו איתנו קשר עכשיו כדי ללמוד עוד על מיצוי קולי של ארטמיסינין מצמח ארטמיסיה אנואה. נשמח לשלוח לכם מידע על מערכות החילוץ האולטרסוניות שלנו ותמחור! הצוות המנוסה שלנו ישמח לדון איתך בדרישות הבקשה והעיבוד שלך!
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500 מ"ל | 10 עד 200 מ"ל/דקה | UP100H |
| 10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
| 00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
| 10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000hdT |
| נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
| נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
צרו קשר! / שאל אותנו!
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים לערבוב יישומים, פיזור, תחליב וחילוץ בקנה מידה מעבדתי, פיילוט ותעשייתי.
ספרות / מקורות
- 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.
מהו ארטמיסינין ולמה הוא משמש?
ארטמיסינין היא תרכובת שמקורה בצמח ארטמיסיה אנואה, הידוע בכינויו לענה מתוקה. הוא ידוע בעיקר בזכות תכונותיו נגד מלריה ומשמש לטיפול במלריה. ארטמיסינין ונגזרותיו היו יעילים מאוד נגד זנים עמידים לתרופות של מלריה, מה שהופך אותם חיוניים במאבק נגד המחלה.
במונחים של ניצול תעשייתי, ארטמיסינין הוא עניין עבור יישומים פוטנציאליים שונים מעבר לרפואה. הוא הראה הבטחה בתחומים שונים כגון חקלאות, שם הוא יכול לשמש כקוטל עשבים טבעי והדברה. בנוסף, נערכים מחקרים כדי לבחון את השימוש הפוטנציאלי בו בטיפול בסרטן. יישומים אלה נחקרים מדעית ונבחנים בקנה מידה ניסיוני ליישום בתחומים תעשייתיים שונים.
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים מ המעבדה ל גודל תעשייתי.