Ultrahanggal fokozott háromfázisú megosztás

• A háromfázisú megosztás (TPP) olyan technika, amellyel biológiai anyagokból különböző összetevők, például lipidek, enzimek, poliszacharidok és más biomolekulák nyerhetők ki, választhatók el és tisztíthatók meg.
• Az ultrahanggal segített háromfázisú megosztás nagyobb kihozatallal, jobb tisztasággal és kivételes gyorsasággal múlja felül a hagyományos háromfázisú megosztást.
• Az ultrahangos háromfázisú megosztás kis és nagy térfogatok esetén egyaránt alkalmazható, és könnyen kiterjeszthető ipari termelésre.

Ultrahangos háromfázisú megosztás

Háromfázisú megosztás

A háromfázisú megosztás (TPP) egyszerű és hatékony, egylépéses eljárás biomolekulák, például enzimek, lipidek, poliszacharidok stb. összetett keverékekből történő elválasztására, tisztítására és koncentrálására.
A TPP során megfelelő mennyiségű sót (jellemzően ammónium-szulfátot), majd szerves oldószert (főként t-butanolt/tert-butanolt) adnak hozzá egymás után. A fehérje kicsapásához bizonyos telítettség mellett alkalmaznak sókat, például ammónium-szulfátot. Szerves oldószert, például t-butanolt adnak hozzá a három fázisréteg kialakításához és az alacsony molekulatömegű vegyületek, például lipidek, fenolos vegyületek és egyes detergensek eltávolításához. Mivel a t-butanol forráspontja magas, ugyanakkor kevésbé gyúlékony, mint az etanol és a metanol, a t-butanol a TPP előnyben részesített oldószere.
A nyers kivonat kezelése és dekantálása után a keverék három különálló fázisra válik szét: a felső oldószerfázis (t-butanol) apoláris vegyületeket tartalmaz, amelyeket a fázishatáron kialakuló fehérjecsapadék választ el az alsó vizes fázistól (amely poláris vegyületeket tartalmaz). A kívánt fehérjék szelektíven az egyik fázisba, az egyéb, szennyező fehérjék pedig a másik fázisba kerülnek. Ez a fehérje részleges tisztítását és koncentrálását eredményezi. Az extrakciós folyamat a fehérjék kozmotróp, kisózásos, izotóniás társoldószeres és ozmolitikus kicsapásának kombinációja.

Ultrahanggal fokozott háromfázisú megosztás

Az ultrahangos kezelés jelentősen fokozza a TPP-folyamatot. Az ultrahanggal segített háromfázisú megosztást sikeresen alkalmazzák biomolekulák elválasztására és tisztítására. A biomolekulák széles körét izolálták hatékonyabban, rövidebb idő alatt. Ultrahangos TPP-vel tisztítottak például növényi eredetű enzimeket (például bromelaint, papaint, invertázt, polifenol-oxidázt és tripszininhibitorokat), állati eredetű enzimeket (például tripszint, α-kimotripszint, kimozint, pepszint és luciferázt), valamint mikrobiális eredetű enzimeket (például lipázt, α-amilázt, α-galaktozidázt, szerratiopeptidázt, ciklodextrin-glikoziltranszferázt és fibrinolitikus enzimeket). Az ultrahangos háromfázisú megosztás további előnye a különböző enzimek fokozott aktivitása, amely látszólag nagyobb kihozatalt eredményez (körülbelül 100%-kal), mivel a célzott enzim vagy fehérje a szerves és a vizes fázis közötti középső rétegben csapódik ki.
Az ultrahangos háromfázisú megosztás nyers minták esetén is hatékonyan használható, és könnyen növelhető a léptéke.

Példák az ultrahangos háromfázisú megosztásra (US-TPP)

Ultrahangos TPP az asztaxantin extrakciójához

Az asztaxantin (AX) extrakciójához a TPP és a Hielscher UP400S ultrahangos készülékkel végzett ultrahangos kezelés kombinációja nemcsak egyszerű és könnyen alkalmazható, hanem igen hatékony technika is az AX izolálására a Paracoccus NBRC 101723 bakteriális biomasszájából. Az ultrahangos kezelés üzemi változói optimalizálhatók az optimális extrakciós eredmények elérése érdekében. Az ultrahangos feldolgozás paraméterei, például az amplitúdó, az idő, a hőmérséklet és az extrakciós edény (mérete, alakja), valamint a biomassza részecskemérete jelentősen befolyásolják az AX ultrahangos felszabadítását a biomasszából. Az AX gyors és hatékony extrakciója során a nedves biomassza ultrahangos kezelése jobb eredményeket ad, mint a szárított biomassza ultrahangos TPP-kezelése. Az ultrahangos TPP 37%-kal nagyobb AX-kinyerést eredményez, mint a hagyományos oldószeres extrakció. (vö. Chougle et al. 2013)

Ultrahangos TPP az andrografolid elválasztására az Andrographis paniculata növényből

Az andrografolid labdánvázas diterpenoid, amelyet erős gyulladáscsökkentő, antioxidáns, májvédő, daganatellenes és cukorbetegség-ellenes hatásai miatt értékelnek. Összehasonlító vizsgálatok azt mutatják, hogy az ultrahangos TPP nemcsak növelte az andrografolid kihozatalát, hanem az antioxidáns aktivitást is javítja a hagyományos TPP-hez képest.

Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek háromfázisú megosztáshoz

A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos rendszerek tervezésére és gyártására szakosodott, amelyek extrakcióhoz és számos más folyamathoz használhatók.
Termékválasztékunk kisméretű, nagy teljesítményű laboratóriumi ultrahangos készülékeket, robusztus asztali homogenizátorokat és nagy teljesítményű ipari ultrahangos rendszereket foglal magában. A sokféle tartozék lehetővé teszi az ultrahangos rendszer ideális hozzáigazítását az Ön folyamatának egyedi követelményeihez. Minden Hielscher ultrahangos készüléket teljes terhelés melletti, 24/7 üzemelésre terveztek.
Az ultrahangos feldolgozásban szerzett sokéves tapasztalatunk lehetővé teszi, hogy az első ultrahangos kísérletektől kezdve a folyamatoptimalizálás lépésein át az ipari léptékű megvalósításig tanácsokkal segítsük ügyfeleinket.
Kérjük, az alábbi űrlapon ismertesse velünk a folyamatát! Örömmel adunk ajánlásokat, és megbeszéljük az ultrahangos kezelés lehetőségeit és előnyeit az Ön alkalmazásában.

Szakirodalom/Hivatkozások

• Chougle, J.A: et al. (2013): Ultrahanggal segített háromfázisú megosztás (UATPP): Új technika az asztaxantin Paracoccus NBRC 101723-ból történő extrakciójához. CSBE/SCGAB 2013 – Éves konferencia, University of Saskatchewan, Saskatoon, 7–10th July 2013.
• Ketnawa, S. et al (2017): Fázismegosztás enzimek elválasztására: Áttekintés és újabb alkalmazások. International Food Research Journal 24(1), 2017. 1–24.
• Varakumar, S. et al. (2017): Az oleorezin fokozott extrakciója gyömbér (Zingiber officinale) rizómaporából enzimmel segített háromfázisú megosztással. Food Chemistry 216, 2017. 27–36.
• Yan J.-K. et al. (2018): Ultrahang és háromfázisú megosztás szinergikus alkalmazása a Corbicula fluminea poliszacharidjainak extrakciójához és elválasztásához, valamint a lehetséges kapcsolódó mechanizmusok. Ultrasonics Sonochemistry 40. kötet, A rész, 2018. 128–134.