सोनिकेशन से आर्टेमिसिनिन का अत्यधिक कुशल निष्कर्षण
उच्च प्रदर्शन वाले सोनिकेशन का उपयोग करके आर्टेमिसिनिन का कुशलतापूर्वक निष्कर्षण किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण में सौम्य विलायकों का उपयोग करके आर्टेमिसिनिन की बहुत अधिक उपज प्राप्त होती है। अल्ट्रासाउंड का उपयोग करने से निष्कर्षण प्रक्रिया की गति बहुत अधिक बढ़ जाती है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षकों में प्रसंस्करण की परिस्थितियों को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे ऊष्मा के प्रति संवेदनशील जैव-अणु आर्टेमिसिनिन के अपघटन को रोका जा सकता है।
आर्टेमिसिनिन का निष्कर्षण
आर्टेमिसिनिन एक जैवसक्रिय अणु है जो Artemisia annua पौधे की ट्राइकोम ग्रंथियों में मौजूद होता है। इसका उपयोग मलेरिया-रोधी दवा के रूप में किया जाता है और यह कैंसर तथा SARS-CoV-2 सहित कई अन्य रोगों के उपचार की दवा के रूप में उच्च संभावनाएँ दर्शाता है। पारंपरिक निष्कर्षण विधि में विषैले विलायकों का उपयोग होता है और यह एक महँगी प्रक्रिया है जिसका प्रदर्शन इष्टतम से कम होता है। पर्यावरणीय और आर्थिक रूप से अनुकूल परिस्थितियों में बड़े पैमाने पर आर्टेमिसिनिन का उत्पादन करने के लिए एक कुशल और पर्यावरण-अनुकूल निष्कर्षण तकनीक आवश्यक है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक व्यापक रूप से स्थापित निष्कर्षण विधि है, जिसका उपयोग गैर-विषैले विलायकों के रूप में पानी या एथेनॉल के साथ किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण से आर्टेमिसिनिन की उच्च उपज प्राप्त होना पहले ही सिद्ध हो चुका है, जिससे आर्टेमिसिनिन के उत्पादन को तेज़ी से बड़ी मात्राओं तक बढ़ाया जा सकता है। औद्योगिक स्तर पर बैच और इन-लाइन प्रसंस्करण के लिए अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण उपकरण आसानी से उपलब्ध हैं।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक UIP2000hdT Artemisia annua की पत्तियों से आर्टेमिसिनिन के औद्योगिक बैच निष्कर्षण के लिए।
Artemisia annua से आर्टेमिसिनिन का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
निष्कर्षण के लिए शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड का उपयोग उपज, निष्कर्षण समय, पर्यावरण-अनुकूलता और लागत-दक्षता सहित विभिन्न प्रमुख कारकों में अन्य निष्कर्षण विधियों से बेहतर प्रदर्शन करता है।
आर्टेमिसिनिन के पारंपरिक निष्कर्षण की कमियाँ
आर्टेमिसिनिन की पारंपरिक निष्कर्षण विधियाँ समय लेने वाली होती हैं, उपयोग किए जाने वाले उच्च तापमान के कारण आर्टेमिसिनिन के जैवसक्रिय अणुओं को क्षति पहुँचा सकती हैं और उच्च तापमान पर उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक विलायकों के कारण पर्यावरण पर अधिक प्रभाव डालती हैं। इसके अतिरिक्त, आगे की प्रसंस्करण प्रक्रिया में अपरिष्कृत अर्क से अशुद्धियाँ हटाने के लिए व्यापक शुद्धिकरण आवश्यक होता है।
आर्टेमिसिनिन के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लाभ
निष्कर्षण के लिए शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड का उपयोग करने से कई सकारात्मक प्रभाव होते हैं जो निष्कर्षण प्रक्रिया को तीव्र बनाते हैं: उच्च प्रदर्शन वाला अल्ट्रासाउंड ध्वनिक कैविटेशन उत्पन्न करता है। यह ध्वनिक कैविटेशन कोशिका विघटन द्वारा वानस्पतिक निष्कर्षण को बढ़ावा देता है, जिससे पौधे के कोशिकीय मैट्रिक्स में फँसे जैव-अणु मुक्त हो जाते हैं। इसके अतिरिक्त, कैविटेशन बल द्रव्यमान स्थानांतरण को तीव्र करते हैं और आर्टेमिसिनिन जैसे जैव-अणुओं को कुशलतापूर्वक आसपास के विलायक में पहुँचाते हैं। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का कार्य सिद्धांत कैविटेशन के विशुद्ध रूप से यांत्रिक बलों पर आधारित माना जा सकता है। इसका अर्थ है कि सोनिकेशन एक गैर-तापीय, गैर-रासायनिक निष्कर्षण तकनीक है। गैर-तापीय निष्कर्षण तकनीक होने के कारण अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण विशेष रूप से अनुकूल है, क्योंकि आर्टेमिसिनिन ऊष्मा के प्रति संवेदनशील यौगिक है, अर्थात अधिक तापमान (जैसे, 70°C) पर इसका अपघटन होगा। परिणामस्वरूप, आर्टेमिसिनिन प्राप्त करने के लिए Artemisia annua L. को गर्म पानी में उबाला नहीं जा सकता।
- अधिक उपज
- बेहतर गुणवत्ता
- त्वरित निष्कर्षण
- अपना पसंदीदा विलायक चुनें
- कोई तापीय अपघटन नहीं
- ताज़ी और सूखी पत्तियों के साथ काम करता है
- सटीक रूप से नियंत्रित की जा सकने वाली परिस्थितियाँ
- लागत-दक्ष
आर्टेमिसिनिन के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए पर्यावरण-अनुकूल विलायक
आर्टेमिसिनिन के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले पारंपरिक निष्कर्षण विलायकों में हेक्सेन, पेट्रोलियम ईथर या डाइक्लोरोमीथेन शामिल हैं। अल्ट्रासाउंड द्वारा संचालित निष्कर्षण किसी भी विलायक के साथ संगत है, जिसमें एथेनॉल या पानी जैसे सौम्य, पर्यावरण-अनुकूल विलायक भी शामिल हैं। एथेनॉल के साथ आर्टेमिसिनिन का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण कठोर विलायकों की तुलना में समान रूप से कुशल है। चूँकि आर्टेमिसिनिन की जल-विलेयता कम है, इसलिए ठंडे पानी से आर्टेमिसिनिन के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को बेहतर बनाने के लिए साइक्लोडेक्सट्रिन का उपयोग किया जा सकता है।
आर्टेमिसिनिन का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण इतना कुशल क्यों है?
अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण के लाभों को समझने के लिए उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड के कार्य सिद्धांत को समझना आवश्यक है। उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड द्वारा निष्कर्षण को तीव्र करने की क्रियाविधि मुख्यतः ध्वनिक कैविटेशन की परिघटना पर आधारित है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के कारण वनस्पति बायोमास (जैसे Artemisia annua L. की पत्तियाँ) के कण आपस में टकराते हैं, जिससे कणों का विखंडन होता है और उनका आकार घटता है। जब कैविटेशन के बुलबुले वनस्पति ठोस पदार्थों की सतह पर ढहते हैं, तो अपरदन और सोनोपोरेशन के कारण कणों का सतह क्षेत्र और बढ़ जाता है। इससे तीव्र हुआ द्रव्यमान स्थानांतरण प्रोटीन, लिपिड, शर्करा, विटामिन, एंटीऑक्सीडेंट, पादप रसायन (जैसे आर्टेमिसिनिन) और आहारीय रेशों जैसे अणुओं के मुक्त होने को सुगम बनाता है। अल्ट्रासोनिक रूप से उत्पन्न अपरूपण बल क्रमशः वनस्पति पदार्थ के कोशिकीय मैट्रिक्स में विलायक के प्रवेश और कोशिका झिल्लियों की पारगम्यता को बेहतर बनाते हैं। वनस्पति निष्कर्षण के लिए अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करने पर प्रक्रिया में जो उल्लेखनीय तीव्रता आती है, उसके लिए उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड की ये क्रियाविधियाँ उत्तरदायी हैं।
उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड तरंगें वनस्पतियों की कोशिका संरचना को विघटित करती हैं, जैवसक्रिय यौगिकों को मुक्त करती हैं और पादप सामग्री तथा विलायक (जैसे एथेनॉल) के बीच द्रव्यमान स्थानांतरण को बढ़ावा देती हैं।
अल्ट्रासोनिकेटर UP400St (400 वाट) आर्टेमिसिनिन के बैच निष्कर्षण के लिए।
अल्ट्रासोनिक आर्टेमिसिनिन निष्कर्षण के अनुसंधान द्वारा प्रमाणित परिणाम
Artemisia annua की पत्तियों से अल्ट्रासोनिक आर्टेमिसिनिन निष्कर्षण की दक्षता और व्यावहारिकता की जाँच करने के लिए कई वैज्ञानिक अध्ययन किए गए हैं।
Briars और Paniwnyk ने दिखाया “कि कम तापमान पर अल्ट्रासाउंड A. annua से निकाले गए आर्टेमिसिनिन की उपज को लगभग 58% बढ़ाता है और पारंपरिक रूप से भिगोकर किए गए निष्कर्षण की तुलना में प्राप्त अर्क अधिक शुद्ध दिखाई देते हैं; इसलिए निष्कर्षण के दौरान अल्ट्रासाउंड का उपयोग कम लागत वाले आर्टेमिसिनिन-आधारित उपचार तैयार करने की क्षमता रखता है।” (Briars and Paniwnyk, 2013)
Zhang और सहकर्मियों (2017) ने विलायक के रूप में प्रोपिलीन ग्लाइकोल मिथाइल ईथर (PGME) का उपयोग करके अल्ट्रासोनिक आर्टेमिसिनिन निष्कर्षण की जाँच की। अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार आर्टेमिसिनिन अर्क का विश्लेषण अल्ट्रा परफॉर्मेंस लिक्विड क्रोमैटोग्राफी (UPLC) का उपयोग करके किया गया। विश्लेषण के परिणामों ने अर्क की गुणवत्ता को रेखांकित किया। प्रक्रिया की अच्छी पुनरावृत्तिशीलता और निकाले गए आर्टेमिसिनिन की स्थिरता के कारण, पर्यावरण-अनुकूल और दक्ष मोनोईथर प्रोपिलीन ग्लाइकोल मिथाइल ईथर (PGME) को विलायक के रूप में उपयोग करने वाला अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण वनस्पतियों से जैवसक्रिय अणुओं के निष्कर्षण और पृथक्करण में व्यापक संभावनाएँ दर्शाता है। प्रोपिलीन ग्लाइकोल मिथाइल ईथर (PGME) को विलायक के रूप में उपयोग करके किए गए अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण से उच्च समग्र निष्कर्षण दक्षता और आर्टेमिसिनिन की उच्च उपज प्राप्त हुई। (देखें Zhang et al., 2017)
एक अन्य अध्ययन में, Zhang और सहकर्मियों (2020) ने हाइड्रॉक्सीप्रोपिल-β-साइक्लोडेक्सट्रिन का उपयोग करके आर्टेमिसिनिन का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रस्तुत किया। साइक्लोडेक्सट्रिन मिलाने से पानी में कम घुलनशील यौगिक आर्टेमिसिनिन का मुक्त होना बेहतर होता है और अच्छी निष्कर्षण उपज के साथ पानी को विलायक के रूप में उपयोग करना संभव होता है। साइक्लोडेक्सट्रिन के साथ अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ने आर्टेमिसिनिन की मात्रा को बढ़ाकर 8.66 mg/g कर दिया, जो पानी में प्राप्त 1.70 mg/g की संगत मात्रा से काफी अधिक है।
आर्टेमिसिनिन उत्पादन के लिए उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक
Hielscher Ultrasonics की उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रणालियों का उपयोग दुनिया भर में खाद्य, आहार अनुपूरक और औषधि उत्पादन जैसे विभिन्न उद्योगों में अनुसंधान एवं विकास, छोटे, मध्यम और पूर्ण वाणिज्यिक उत्पादन स्तरों पर किया जाता है। उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक निष्कर्षण प्रक्रिया को तीव्र करते हैं और उपज बढ़ाते हैं, जिससे उच्च-गुणवत्ता वाले अर्क के उत्पादन की समग्र दक्षता बेहतर होती है। Hielscher Ultrasonics किसी भी आयतन / प्रक्रिया क्षमता के लिए निष्कर्षण उपकरण प्रदान करता है। वनस्पति निष्कर्षण में 25 वर्षों से अधिक के अनुभव के साथ, Hielscher Ultrasonics, Artemisia annua से उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए आपका विश्वसनीय भागीदार है!
उच्च प्रदर्शन वाले, अत्याधुनिक अल्ट्रासोनिकेटर
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर की स्मार्ट सुविधाएँ विश्वसनीय संचालन, पुनरुत्पादनीय परिणाम और उपयोग में आसानी सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं। सहज मेनू के माध्यम से संचालन सेटिंग आसानी से खोली और समायोजित की जा सकती हैं। इस मेनू तक डिजिटल रंगीन टच-डिस्प्ले और ब्राउज़र रिमोट कंट्रोल के माध्यम से पहुँचा जा सकता है। इसलिए, शुद्ध ऊर्जा, कुल ऊर्जा, आयाम, समय, दाब और तापमान जैसी सभी प्रसंस्करण स्थितियाँ अंतर्निर्मित SD-कार्ड पर स्वचालित रूप से दर्ज की जाती हैं। इससे आप पिछले सोनिकेशन चक्रों की समीक्षा और तुलना कर सकते हैं तथा आर्टेमिसिनिन निष्कर्षण प्रक्रिया को उच्चतम दक्षता के लिए अनुकूलित कर सकते हैं।
Hielscher Ultrasonics प्रणालियों का उपयोग विश्वभर में उच्च गुणवत्ता वाले वानस्पतिक अर्कों के निर्माण के लिए किया जाता है। Hielscher औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर निरंतर संचालन (24/7/365) में आसानी से उच्च आयामों पर काम कर सकते हैं। मानक सोनोट्रोड (अल्ट्रासोनिक प्रोब / हॉर्न) से 200µm तक के आयाम आसानी से निरंतर उत्पन्न किए जा सकते हैं। इससे भी अधिक आयामों के लिए, आवश्यकतानुसार अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड उपलब्ध हैं। अपनी मजबूती और कम रखरखाव की आवश्यकता के कारण, हमारी अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रणालियाँ आम तौर पर भारी कार्यभार वाले अनुप्रयोगों और कठिन परिचालन परिवेशों में स्थापित की जाती हैं।
Artemisia annua पौधे से आर्टेमिसिनिन के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के बारे में अधिक जानने के लिए अभी हमसे संपर्क करें। हमें अपनी अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रणालियों और उनकी कीमतों की जानकारी आपको भेजने में खुशी होगी! हमारे अनुभवी कर्मचारी आपके अनुप्रयोग और प्रसंस्करण संबंधी आवश्यकताओं पर आपके साथ चर्चा करके प्रसन्न होंगे!
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | इससे अधिक | उपकरणों का समूह: UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर मिश्रण अनुप्रयोगों, परिक्षेपण, पायसीकरण और निष्कर्षण के लिए उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र बनाता है।
साहित्य / संदर्भ
- 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.
आर्टेमिसिनिन क्या है और इसका उपयोग किस लिए किया जाता है?
आर्टेमिसिनिन, Artemisia annua पौधे से प्राप्त एक यौगिक है। इस पौधे को आम तौर पर स्वीट वर्मवुड के नाम से जाना जाता है। यह यौगिक मुख्य रूप से अपने मलेरियारोधी गुणों के लिए जाना जाता है और इसका उपयोग मलेरिया के उपचार में किया जाता है। आर्टेमिसिनिन और इसके व्युत्पन्न मलेरिया के औषधि-प्रतिरोधी उपभेदों के विरुद्ध अत्यधिक प्रभावी रहे हैं, जिससे वे इस रोग से लड़ने में अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।
औद्योगिक उपयोग की दृष्टि से, चिकित्सा के अलावा भी विभिन्न संभावित अनुप्रयोगों के लिए आर्टेमिसिनिन में रुचि है। इसने कृषि जैसे विभिन्न क्षेत्रों में संभावनाएँ दिखाई हैं, जहाँ यह प्राकृतिक खरपतवारनाशक और कीटनाशक के रूप में कार्य कर सकता है। इसके अतिरिक्त, कैंसर के उपचार में इसके संभावित उपयोग का पता लगाने के लिए अनुसंधान किया जा रहा है। विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में कार्यान्वयन के लिए इन अनुप्रयोगों का वैज्ञानिक अध्ययन और पायलट पैमाने पर परीक्षण किया जा रहा है।
Hielscher Ultrasonics उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र बनाता है, जिनका आकार प्रयोगशाला स्तर से लेकर औद्योगिक स्तर तक होता है।