Artemisinin hatékonyan kivonható segítségével nagy teljesítményű ultrahangos. Ultrahangos extrakció ad nagyon magas hozamot artemisinin segítségével enyhe oldószerek. Az ultrahangot alkalmazó extrakciós folyamat drasztikusan felgyorsul. Az ultrahangos elszívók feldolgozási feltételei pontosan szabályozhatók, ami lehetővé teszi a hőérzékeny biomolekula artemisinin lebomlásának megakadályozását.

Artemisinin extrakció

Az artemisinin az Artemisia annua növény trichome mirigyeiben jelen lévő bioaktív molekula, amelyet malária elleni gyógyszerként használnak, és nagy potenciált mutat számos más betegség, köztük a rák és a SARS-CoV-2 kezelésére. A hagyományos extrakciós módszer mérgező oldószereket tartalmaz, és költséges, optimális eljárás. Ahhoz, hogy az artemisinin nagy mennyiségben, környezeti és gazdaságilag kedvező körülmények között készüljön, hatékony és zöld extrakciós technikára van szükség. Ultrahangos extrakció egy széles körben elterjedt extrakciós módszer, amely vízzel vagy etanollal kombinálva nem mérgező oldószerként használható. Ultrahangos extrakció már bizonyított, hogy kaptár magas artemisinin hozamok, így artemisinin termelés gyorsan skálázható nagy mennyiségben. Ultrahangos elszívó berendezés a tétel és az in-line feldolgozás ipari szinten könnyen elérhető.

Artemisinin ultrahangos kivonása az Artemisia annua-ból

A teljesítmény ultrahang használata az extrakcióhoz felülmúlja a többi extrakciós módszert különböző főbb tényezőkben, beleértve a hozamot, az extrakciós időt, a környezetbarátságot és a költséghatékonyságot.

A hagyományos artemisinin extrakció hátrányai

Az artemisinin hagyományos extrakciós módszerei időigényesek, károsíthatják az artemisinin bioaktív molekuláit a magas hőmérséklet miatt, és magas környezeti hatással bírnak a magas hőmérsékleten használt szerves oldószerek miatt. Ezenkívül a downstream folyamatban kiterjedt tisztításra van szükség a szennyeződések eltávolításához a nyers kivonatból.

Az ultrahangos artemisinin extrakció előnyei

Alkalmazása teljesítmény ultrahang extrakciós számos pozitív hatása, amely fokozza az extrakciós folyamat: Nagy teljesítményű ultrahang teremt akusztikus kavitáció. Ez az akusztikus kavitáció elősegíti a botanikai extrakciót a sejtbontással, így a beszorult biomolekulák felszabadulnak a növény sejtmátrixából. Ezenkívül a kavitációs erők fokozzák a biomolekulák, például az artemisinin hatékony szállítását a környező oldószerbe. Az ultrahangos extrakció működési elve hozzájárulhat a kavitáció tisztán mechanikai erőihez. Ez azt jelenti, szonikálás egy nem termikus, nem kémiai extrakciós technika. Mivel a nem termikus extrakciós technika teszi ultrahangos extrakció különösen kedvező, mivel artemisinin egy termikusan érzékeny vegyület, ami azt jelenti, magasabb hőmérséklet (pl. 70 °C) okozza a bomlását. Következésképpen az Artemisia annua L.-t nem lehetett forró vízben forralni az artemisinin előállításához.

Zöld oldószerek ultrahangos artemisinin extrakcióhoz

Az artemisinin előállításához használt klasszikus extrakciós oldószerek közé tartozik a hexán, a kőolaj-éter vagy a diklór-metán. Ultrahang-vezérelt extrakció kompatibilis minden oldószer, beleértve az enyhe, zöld oldószerek, mint az etanol vagy a víz. Az artemisinin ultrahangos extrakciója etanollal ugyanolyan hatékony, mint a kemény oldószerek. Mivel artemisinin mutat rossz vízoldhatóság ciklodextrins lehet használni, hogy javítsa az ultrahangos hideg-víz extrakció artemisinin.

Mi teszi ultrahangos Artemisinin extrakció olyan hatékony?

Az ultrahangosan támogatott extrakció előnyeinek megértéséhez meg kell érteni a teljesítmény ultrahang működési elvét. Az extrakciós fokozó mechanizmus a hatalom ultrahang elsősorban tulajdonítható a jelenség akusztikus kavitáció. Az ultrahangos kavitáció a botanikai biomassza részecskéi (például artemisia annua L. levelek) közötti ütközéseket okoz, ami a részecskék közötti frakcionálást és a részecskeméret csökkenését eredményezi. Amikor a kavitációs buborékok összeomlanak a növényi szilárd anyagok felületén, az erózió és a szonoporáció tovább növeli a részecskefelületet. Az ezáltal felerősödött tömegátadás megkönnyíti az olyan molekulák felszabadulását, mint a fehérjék, lipidek, cukrok, vitaminok, antioxidánsok, fitokémiai anyagok (pl. artemisinin) és élelmi rostok. Az ultrahangosan generált nyíróerők javítják az oldószer behatolását a botanikai anyag sejtmátrixába, és javítják a sejtmembránok áteresztőképességét. Ezek a mechanizmusok a hatalom ultrahang felelős a jelentős folyamat intenzívebbé akkor érhető el, amikor ultrahangos alkalmazzák a botanikai extrakció.

A táp ultrahanghullámok megzavarják a botanikusok sejtszerkezetét, felszabadítják a bioaktív vegyületeket, és elősegítik a növényi anyag és az oldószer (pl. etanol) közötti tömegátvitelt.

Az ultrahangos artemisinin extrakció kutatással bizonyított eredményei

Számos tudományos tanulmányt végeztek annak érdekében, hogy megvizsgálják az Artemisia annua levelekből származó ultrahangos artemisinin extrakció hatékonyságát és kivitelezhetőségét.

Briars és Paniwnyk kimutatta, hogy "az alacsony hőmérsékleten végzett ultrahang körülbelül 58% -kal növeli az A. annua-ból kivont artemisinin hozamát, és a kivonatok tisztábbnak tűnnek a hagyományos áztatáshoz képest; ezért az ultrahang használata az extrakció során alacsonyabb költségű artemisinin alapú kezelések előállítására képes." (Briars és Paniwnyk, 2013)

Zhang és mtsai. (2017) ultrahangos artemisinin extrakciót vizsgált propilén-glikol-metil-éter (PGME) oldószerként. Az ultrahangosan előállított artemisinin kivonatot ultrateljesítményű folyadékkromatográfiával (UPLC) elemezték. Az elemzési eredmények hangsúlyozták a kivonat minőségét. A kivont artemisinin jó folyamatismétlhetősége és stabilitása miatt az ultrahangosan támogatott extrakció a zöld és hatékony monoether propilén-glikol-metil-éter (PGME) oldószerként nagy kilátásokat mutat a bioaktív molekulák kivonásában és elválasztására a botanikai adatokból. Ultrahangos extrakció segítségével propilén-glikol-metil-éter (PGME) oldószerként eredményezett magas általános extrakciós hatékonyság és a magas artemisinin hozamok. (vö. Zhang és mtsai., 2017)

Egy másik tanulmányban Zhang és mtsai. (2020) bemutatja az artemisinin ultrahangos kivonását hidroxipropil-β-ciklodextrin használatával. A ciklodextrin hozzáadása javítja a rosszul vízben oldódó artemisinin vegyület felszabadulását, és lehetővé teszi a víz oldószerként való felhasználását jó extrakciós hozammal. Ultrahangos extrakció ciklodextrinnel kombinálva 8,66 mg/g-ra növelte az artemisinin mennyiségét, ami lényegesen több, mint a vízben kapott 1,70 mg/g megfelelő mennyiség.

Nagy teljesítményű ultrahangos elszívók az Artemisinin gyártásához

A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos extrakciós rendszereit világszerte használják R&D, kis, közepes méretű és teljesen kereskedelmi termelési szintek különböző iparágakban, például az élelmiszeriparban, az étrend-kiegészítőben és a gyógyszergyártásban. A nagy teljesítményű ultrahangos elszívók fokozzák az extrakciós folyamatot és növelik a hozamot, ezáltal javítva a kiváló minőségű kivonatgyártás általános hatékonyságát. A Hielscher Ultrasonics elszívó berendezéseket kínál bármilyen térfogatra / folyamatra. Miután több mint 25 éve tapasztalattal rendelkezik a botanikai extrakcióban, a Hielscher Ultrasonics az Ön megbízható partnere az Artemisia annua nagy teljesítményű ultrahangos extrakciójához!

Nagy teljesítményű, state-of-the-art ultrasonicators

A Hielscher ultrahangos készülék intelligens funkcióit úgy tervezték, hogy garantálják a megbízható működést, a reprodukálható eredményeket és a felhasználóbarátságot. Az üzemeltetési beállítások könnyen elérhetők és tárcsázhatók intuitív menün keresztül, amely digitális színes érintőképernyővel és böngésző távirányítóval érhető el. Ezért minden feldolgozási feltétel, például a nettó energia, a teljes energia, az amplitúdó, az idő, a nyomás és a hőmérséklet automatikusan rögzítésre kerül egy beépített SD-kártyán. Ez lehetővé teszi a korábbi ultrahangos futtatás felülvizsgálatát és összehasonlítását, valamint az artemisinin extrakciós folyamat optimalizálását a legnagyobb hatékonyságra.
Hielscher Ultrahangos rendszerek használják világszerte a gyártás kiváló minőségű botanikai kivonatok. Hielscher ipari ultrasonicators könnyen futtatni nagy amplitúdójú folyamatos működés (24/7/365). Az akár 200μm-es amplitúdók könnyen létrehozhatók standard összehegesztődésekkel (ultrahangos szondák / szarvak). A még nagyobb amplitúdók, testreszabott ultrahangos sonotrodes állnak rendelkezésre. Robusztusságuknak és alacsony karbantartásuknak köszönhetően ultrahangos extrakciós rendszereinket gyakran nagy teherbírású alkalmazásokhoz és igényes környezetekbe telepítjük.

Lépjen kapcsolatba velünk most, hogy többet tudjon meg az artemisinin ultrahangos kivonásáról az Artemisia annua üzemből. Örömmel küldünk Önnek információt ultrahangos elszívó rendszereinkről és árképzésünkről! Tapasztalt munkatársaink örömmel megvitatják Önnel jelentkezési és feldolgozási igényeit!
Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi: