Ultrasonically Enhanced Three-Phase Particioniranje
- Trofazna podjela (TPP) je tehnika za ekstrakciju, odvajanje i pročišćavanje komponenti, npr. Lipida, enzima, polisaharida i drugih biomolekula, iz biološkog materijala.
- Ultrazvučno potpomognuta trofazna podjela odlikuje se konvencionalnim TE-om višim prinosom, poboljšanom čistoćom i izuzetnom brzinom.
- Ultrazvučna TE je primjenjiva za male i velike količine i može se jednostavno skalirati na industrijsku proizvodnju.
Ultrazvučna trofazna partitiranja
Tri faza particioniranja
Trofazno razdvajanje (TPP) je jednostavan i učinkovit postupak u jednom koraku za odvajanje, pročišćavanje i koncentraciju biomolekula kao što su enzimi, lipidi, polisaharidi itd. Iz složenih smjesa.
TPP se provodi uzastopnim dodavanjem dovoljne količine soli (tipično amonij sulfata) i organskog otapala (uglavnom Tbutanol /Tertbutanolom). Soli kao što je amonijev sulfat se koriste pri određenoj zasićenosti kako bi se istaložio protein. Organsko otapalo kao što je T-butanol se dodaje da se oblikuju trofazni slojevi i da se uklone spojevi male molekularne težine kao što su lipidi, fenoli i neki deterdženti. Od T-butanol ima visoku točku vrenja, ali manje zapaljivi od etanola i metanola, T-butanol je poželjno otapalo za TPP.
Nakon obrade sirovog ekstrakta i dekantiranja, smjesa se razdvaja u tri različite faze: gornje otapalo (T-butanol) sadrži nepolarne spojeve koji su odvojeni od niže vodene faze (koji sadrži polarne spojeve) preklapanjem proteinskog proteina. Željeni proteini su selektivno podijeljeni u jednu fazu i drugi kontaminantni proteini u drugu fazu. To uzrokuje djelomično pročišćavanje i koncentraciju proteina. Postupak ekstrakcije je miješanje kosmotropskog, soljujućeg, izotoničnog suotapala i osmolitičke precipitacije proteina.
Ultrazvučno Poboljšana TE
Sonication pojačava TPP proces značajno. Ultrazvučno uz pomoć TPP uspješno se primjenjuje za odvajanje i pročišćavanje biomolekula. Širok raspon biomoelcules su izolirani učinkovitije u kraćem vremenu. Na primjer, enzimi iz biljaka (npr. bromelain, papain, invertaza, inhibitori polifenol oksidaze i tripsina), životinje (npr. tripsin, α-chymotrypsin, chymosin, pepsin i luciferaza) i mikrobe (npr. lipaze, α-amilaza, α-galaktozidaza, serratiopeptidaza, ciklodekstrinska glikosilaza i fibrilitilitički enzimi) su putem ultrazvučnog TPP. Dodatna prednost ultrazvučnog TPP je poboljšana aktivnost različitih enzima, što je rezultiralo prividnim većim prinosima (>100%) enzima ili proteina u srednjem sloju između organskih i vodenih faza.
Ultrazvučna TE može se učinkovito koristiti s sirovim uzorcima i može se jednostavno povećati.
Sonication poboljšava trofazni particioniranje i rezultira višim prinosom i čistoćom u drastično kraćem vremenu procesa.
- veći prinos
- brzi oporavak
- visoka čistoća
- uštedu vremena
- jeftin
- jednostavan za trčanje
- eko-friendly
- za laboratorij i industriju
Primjeri za US-TPP
Ultrazvučna TE za ekstrakciju astaksantina
Za ekstrakciju astaksantina (AX), kombinirani tretman TE i sonikacije s Hielscherovim UP400S nije samo jednostavna i lako primjenjiva, već i vrlo učinkovita tehnika za izolaciju AX iz bakterijske biomase Paracoccus NBRC 101723. Operativne varijable ultrazvukom mogu se optimizirati kako bi se dobili optimalni rezultati ekstrakcije. Ultrazvučni procesni parametri kao što su amplituda, vrijeme, temperatura i posuda za ekstrakciju (veličina, oblik), kao i veličina čestica biomase, značajno utječu na ultrazvučno oslobađanje AX iz biomase. Ultrasonication mokre biomase daje bolje rezultate od ultrazvučne TE sušene biomase za brzu i učinkovitu ekstrakciju AX. Ultrazvučna TE postiže 37% veći AX oporavak od uobičajene ekstrakcije otapalom. (usp. Chougle i sur., 2013)
Ultrazvučna TE za odvajanje andrographolida od Andrographis paniculata
Andrographolid je labdanski diterpenoid, koji je cijenjen zbog svojih visokih protuupalnih, antioksidativnih, hepatoprotektivnih, anti-kancerogenih i anti-dijabetičkih učinaka. Komparativne studije pokazuju da ultrazvučna TE nije samo povećala prinos andrographolida nego također poboljšava antioksidativnu aktivnost u usporedbi s konvencionalnim TE.
Ultrazvučni procesori visokih performansi
Hielscher Ultrasonics je specijaliziran za projektiranje i proizvodnju ultraljubičnih sustava velike snage za ekstrakciju kao i mnoge druge procese.
Naš asortiman obuhvaća male, snažni laboratorijski uređaji, robusni ultrasonicators na klupama i industrijski visokih performansi sustava, Razdjelnik Pribor omogućiti idealnu prilagodbu ultrazvučnog sustava prema vašim specifičnim zahtjevima procesa. Svi hibridni ultrasonicatori su izgrađeni za rad 24 sata dnevno u punom opterećenju.
Naše dugogodišnje iskustvo u ultrazvučnoj obradi omogućava nam da se od naših prvih testova s ultrazvukom savjetujemo kroz korake procesa optimizacije i primjene na industrijskoj razini.
Upotrijebite donji obrazac kako biste nam javili svoj proces! Drago nam je preporučiti raspravu o mogućnostima i prednostima sonication za svoju aplikaciju.
Snažna i pouzdana ultrazvučna oprema od laboratorija do industrijske razine.
Literatura / Reference
- Chougle, J.A: et al. (2013): Ultrazvuk je pomogao tri faze particioniranja (UATPP): Nova tehnika razvijena za ekstrakciju astaksantina iz Paracoccus NBRC 101723. SCGAB 2013. – Godišnja konferencija Sveučilište Saskatchewan, Saskatoon, 7. - 10. srpnja 2013.
- Ketnawa, S. i sur. (2017): Faza razdvajanja za odvajanje enzima: Pregled i nedavne primjene. International Journal of Food Research, 24 (1), 2017. 1-24.
- Varakumar, S. et al. (2017): Poboljšana ekstrakcija oleoresina iz đumbira (Zingiber officinale) praha rižom pomoću enzimske potpomognute trofazne particioniranja. Food Chemistry 216, 2017. 27-36.
- Yan J.-K. et al. (2018): Ultrazvuk sinergiziran trofaznim podjelom za ekstrakciju i odvajanje Corbicula fluminea polisaharida i mogućih relevantnih mehanizama. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 40, Dio A, 2018. 128-134.
Činjenice koje vrijedi znati
Trofazno particioniranje (TPP)
TPP je bioseparacijska tehnika, koja se temelji na razdjeljivanju polarnih sastojaka, proteina i hidrofobnih sastojaka u tri faze koje sadrže vodu, amonij sulfat i t-butanol.
Različiti važni terapeutski i industrijski enzimi (npr. Α-galaktocidaza, inhibitori α-amilaze i proteaza) i prirodni spojevi (npr. Diterpeni kao što je forskolin i andrographolid) pročišćeni su trofaznim particioniranjem. Dok se pigmenti, lipidi i inhibitori enzima akumuliraju u gornjoj fazi otapala koja se odvaja od niže vodene faze, gdje se nakupljaju polarne komponente kao što su saharidi, s precipitiranim međuproizvodom precipitiranog sloja. Od T-butanol veže TPP-precipitirane proteine, koji se pojavljuju kao protein-t-butanol koprecipitati, ona pluta između organskog i vodenog sloja i može se lako odvojiti i pročistiti. Općenito, biomolekule se regeneriraju u pročišćenoj formi na međufazi, dok se zagađivači uglavnom dijeli na T-butanol (gornja faza) i vodena faza (dna faza).
astaksantin
Astaksantina (3, 3'-dihidroksi-ß, ß-karoten 4, 4'-dione) je keto-karotenoida koji pripada klasi terpena. Kao tetraterpenoid je izgrađen od pet ugljikovih prekursora, isopentenyl difosfat, i dimethylallyl diphosphate. Astaksantina je žuto-narančasta biljka pigmant i stoga klasificiran kao xanthophyll. Astaksantina se uglavnom nalazi u mikroalgi, kvasac, salmonoidi, pastrva, kril, škampi, rakovi, i rakovi. Kao vrlo moćan slobodni hodnik, koža protectant, anticarcinogenic i kao pojačivač imunološkog sustava, Astaksantina se koristi kao dodatak i kao aditiv u hrani, lijekovima i kozmetici. Ultrazvučni TPP poboljšava proces ekstrakcije i odvajanja Astaksantina iz prirodnih izvora i čini svoju ekonomičnu proizvodnju primjenjivom na industrijsku razinu.
UIP1000hdT – 1kW industrijski ultrasonicator