Արտեմիզինինի բարձր արդյունավետությամբ էքստրակցիա՝ ուլտրաձայնային մշակմամբ
Արտեմիզինինը կարելի է արդյունավետորեն էքստրակցել՝ կիրառելով բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային մշակում։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան ապահովում է արտեմիզինինի շատ բարձր ելք՝ մեղմ լուծիչների կիրառմամբ։ Ուլտրաձայնի կիրառմամբ էքստրակցիայի գործընթացը կտրուկ արագանում է։ Ուլտրաձայնային էքստրակտորներում մշակման պայմանները հնարավոր է ճշգրիտ վերահսկել, ինչը թույլ է տալիս կանխել ջերմազգայուն կենսամոլեկուլի՝ արտեմիզինինի քայքայումը։
Արտեմիզինինի էքստրակցիա
Արտեմիզինինը կենսաակտիվ մոլեկուլ է, որը պարունակվում է Artemisia annua բույսի տրիխոմների գեղձերում, կիրառվում է որպես հակամալարիային դեղամիջոց և մեծ ներուժ է ցուցաբերում որպես մի շարք այլ հիվանդությունների, այդ թվում՝ քաղցկեղի և SARS-CoV-2 հիվանդության բուժման դեղամիջոց։ Էքստրակցիայի ավանդական մեթոդը ներառում է թունավոր լուծիչների կիրառում և ծախսատար, ոչ օպտիմալ գործընթաց է։ Էկոլոգիապես և տնտեսապես բարենպաստ պայմաններում արտեմիզինինի լայնածավալ արտադրության համար անհրաժեշտ է էքստրակցիայի արդյունավետ և էկոլոգիապես մաքուր տեխնոլոգիա։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան լայնորեն հաստատված մեթոդ է, որը կարելի է կիրառել ջրի կամ էթանոլի հետ համակցված՝ որպես ոչ թունավոր լուծիչների։ Արդեն ապացուցվել է, որ ուլտրաձայնային էքստրակցիան ապահովում է արտեմիզինինի բարձր ելք, ուստի արտեմիզինինի արտադրությունը կարելի է արագորեն մասշտաբավորել դեպի ավելի մեծ ծավալներ։ Արդյունաբերական մակարդակում խմբաքանակային և հոսքային մշակման համար ուլտրաձայնային էքստրակցիայի սարքավորումները հասանելի են։
UIP2000hdT ուլտրաձայնային էքստրակտոր Artemisia annua բույսի տերևներից արտեմիզինինի արդյունաբերական խմբաքանակային էքստրակցիայի համար։
Արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիա Artemisia annua բույսից
Էքստրակցիայի համար հզոր ուլտրաձայնի կիրառումը գերազանցում է էքստրակցիայի այլ մեթոդներին մի շարք հիմնական գործոններով, այդ թվում՝ ելքով, էքստրակցիայի տևողությամբ, շրջակա միջավայրի հանդեպ բարենպաստությամբ և ծախսարդյունավետությամբ։
Արտեմիզինինի ավանդական էքստրակցիայի թերությունները
Արտեմիզինինի էքստրակցիայի ավանդական մեթոդները ժամանակատար են, կիրառվող բարձր ջերմաստիճանների պատճառով կարող են վնասել արտեմիզինինի կենսաակտիվ մոլեկուլները և բարձր ջերմաստիճաններում օգտագործվող օրգանական լուծիչների պատճառով մեծ ազդեցություն ունեն շրջակա միջավայրի վրա։ Բացի այդ, հետագա մշակման ընթացքում անհրաժեշտ է ծավալուն մաքրում՝ չմաքրված էքստրակտից խառնուրդները հեռացնելու համար։
Արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի առավելությունները
Էքստրակցիայի համար հզոր ուլտրաձայնի կիրառումն ունի մի շարք դրական ազդեցություններ, որոնք ինտենսիվացնում են էքստրակցիայի գործընթացը։ Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնը ստեղծում է ակուստիկ կավիտացիա։ Այս ակուստիկ կավիտացիան նպաստում է բուսական հումքի էքստրակցիային՝ բջիջների քայքայման միջոցով, ինչի շնորհիվ դրանցում պարփակված կենսամոլեկուլներն ազատվում են բույսի բջջային մատրիցից։ Բացի այդ, կավիտացիոն ուժերն ինտենսիվացնում են զանգվածափոխանակությունը՝ արտեմիզինինի նման կենսամոլեկուլներն արդյունավետորեն տեղափոխելով շրջապատող լուծիչի մեջ։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիայի աշխատանքի սկզբունքը կարելի է վերագրել կավիտացիայի զուտ մեխանիկական ուժերին։ Սա նշանակում է, որ ուլտրաձայնային մշակումը էքստրակցիայի ոչ ջերմային, ոչ քիմիական տեխնոլոգիա է։ Ոչ ջերմային տեխնոլոգիա լինելը ուլտրաձայնային էքստրակցիան դարձնում է հատկապես բարենպաստ, քանի որ արտեմիզինինը ջերմազգայուն միացություն է, այսինքն՝ ավելի բարձր ջերմաստիճանները (օրինակ՝ 70°C) կհանգեցնեն դրա քայքայմանը։ Հետևաբար, արտեմիզինին ստանալու համար Artemisia annua L. բույսը չէր կարող եռացվել տաք ջրում։
- Ավելի բարձր ելք
- Գերազանց որակ
- Արագ էքստրակցիա
- Ընտրեք ձեր նախընտրած լուծիչը
- Առանց ջերմային քայքայման
- Աշխատում է թարմ և չորացրած տերևների հետ
- Ճշգրիտ վերահսկելի պայմաններ
- Ծախսարդյունավետ
Էկոլոգիապես մաքուր լուծիչներ արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի համար
Արտեմիզինինի արտադրության համար օգտագործվող էքստրակցիայի դասական լուծիչները ներառում են հեքսան, պետրոլեումային եթեր կամ դիքլորմեթան։ Ուլտրաձայնով իրականացվող էքստրակցիան համատեղելի է ցանկացած լուծիչի հետ, այդ թվում՝ մեղմ, էկոլոգիապես մաքուր լուծիչների, ինչպիսիք են էթանոլը կամ ջուրը։ Էթանոլով արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիան նույնքան արդյունավետ է, որքան ագրեսիվ լուծիչներով էքստրակցիան։ Քանի որ արտեմիզինինը ջրում վատ է լուծվում, ցիկլոդեքստրինները կարող են օգտագործվել՝ բարելավելու արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիան սառը ջրով։
Ինչո՞վ է պայմանավորված արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի այդքան բարձր արդյունավետությունը։
Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիայի առավելությունները հասկանալու համար անհրաժեշտ է հասկանալ հզոր ուլտրաձայնի աշխատանքի սկզբունքը։ Հզոր ուլտրաձայնի՝ էքստրակցիան ինտենսիվացնող մեխանիզմը հիմնականում պայմանավորված է ակուստիկ կավիտացիայի երևույթով։ Ուլտրաձայնային կավիտացիան բուսական կենսազանգվածի մասնիկների (օրինակ՝ Artemisia annua L. բույսի տերևների) միջև բախումներ է առաջացնում, ինչը հանգեցնում է մասնիկների բախումներով պայմանավորված մասնատման և դրանց չափերի նվազման։ Երբ կավիտացիոն պղպջակները փլուզվում են բուսական պինդ մասնիկների մակերևույթին, էրոզիան և սոնոպորացիան էլ ավելի են մեծացնում մասնիկների մակերեսը։ Դրա հետևանքով ինտենսիվացած զանգվածափոխանակությունը նպաստում է այնպիսի մոլեկուլների ազատմանը, ինչպիսիք են սպիտակուցները, լիպիդները, շաքարները, վիտամինները, հակաօքսիդանտները, ֆիտոքիմիական միացությունները (օրինակ՝ արտեմիզինինը) և սննդային մանրաթելերը։ Ուլտրաձայնով առաջացած սահքի ուժերը համապատասխանաբար բարելավում են լուծիչի ներթափանցումը բուսական նյութի բջջային մատրիցի մեջ և բարձրացնում բջջաթաղանթների թափանցելիությունը։ Հզոր ուլտրաձայնի այս մեխանիզմներն ապահովում են գործընթացի զգալի ինտենսիվացումը, որը ձեռք է բերվում բուսական նյութերի էքստրակցիայի համար ուլտրաձայնային մշակում կիրառելիս։
Հզոր ուլտրաձայնային ալիքները քայքայում են բուսական նյութերի բջջային կառուցվածքը, ազատում կենսաակտիվ միացությունները և նպաստում բուսական նյութի ու լուծիչի (օրինակ՝ էթանոլի) միջև զանգվածափոխանակությանը։
Ուլտրաձայնային մշակման սարք UP400St (400 վատտ) արտեմիզինինի խմբաքանակային էքստրակցիայի համար։
Արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի՝ հետազոտություններով հաստատված արդյունքները
Իրականացվել են մի շարք գիտական ուսումնասիրություններ՝ Artemisia annua բույսի տերևներից արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի արդյունավետությունն ու գործնական կիրառելիությունն ուսումնասիրելու նպատակով։
Briars և Paniwnyk հետազոտողները ցույց են տվել, «որ ցածր ջերմաստիճաններում ուլտրաձայնը մոտ 58%-ով մեծացնում է A. annua բույսից էքստրակցված արտեմիզինինի ելքը, իսկ մզվածքներն ավելի մաքուր են թվում՝ համեմատած սովորական թրջման եղանակով ստացվածների հետ. հետևաբար, էքստրակցիայի ընթացքում ուլտրաձայնի կիրառումը կարող է հնարավորություն տալ արտադրելու արտեմիզինինի հիմքով ավելի ցածրարժեք բուժամիջոցներ»։ (Briars and Paniwnyk, 2013)
Zhang և համահեղինակները (2017) ուսումնասիրել են արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիան՝ որպես լուծիչ օգտագործելով պրոպիլենգլիկոլի մեթիլ եթեր (PGME)։ Ուլտրաձայնով ստացված արտեմիզինինի մզվածքը վերլուծվել է գերբարձր արդյունավետության հեղուկային քրոմատագրության (UPLC) միջոցով։ Վերլուծության արդյունքներն ընդգծել են մզվածքի որակը։ Գործընթացի լավ կրկնելիության և էքստրակցված արտեմիզինինի կայունության շնորհիվ ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիան, որում որպես լուծիչ օգտագործվում է էկոլոգիապես բարենպաստ և արդյունավետ մոնոեթեր՝ պրոպիլենգլիկոլի մեթիլ եթեր (PGME), մեծ հեռանկարներ է բացում բուսական նյութերից կենսաակտիվ մոլեկուլների էքստրակցիայի և տարանջատման համար։ Պրոպիլենգլիկոլի մեթիլ եթերը (PGME) որպես լուծիչ օգտագործող ուլտրաձայնային էքստրակցիան ապահովել է էքստրակցիայի բարձր ընդհանուր արդյունավետություն և արտեմիզինինի բարձր ելքեր։ (տե՛ս Zhang et al., 2017)
Մեկ այլ ուսումնասիրությունում Zhang և համահեղինակները (2020) ներկայացնում են արտեմիզինինի ուլտրաձայնային էքստրակցիան՝ հիդրօքսիպրոպիլ-β-ցիկլոդեքստրինի կիրառմամբ։ Ցիկլոդեքստրինի ավելացումը բարելավում է ջրում վատ լուծվող արտեմիզինին միացության ազատումը և թույլ է տալիս ջուրն օգտագործել որպես լուծիչ՝ էքստրակցիայի լավ ելքերով։ Ցիկլոդեքստրինի հետ համակցված ուլտրաձայնային էքստրակցիան արտեմիզինինի քանակը մեծացրել է մինչև 8,66 mg/g, ինչը զգալիորեն ավելի է, քան ջրում ստացված համապատասխան 1,70 mg/g քանակը։
Բարձր արտադրողականության ուլտրաձայնային էքստրակտորներ՝ արտեմիզինինի արտադրության համար
Hielscher Ultrasonics ընկերության բարձր արտադրողականության ուլտրաձայնային էքստրակցիայի համակարգերն ամբողջ աշխարհում կիրառվում են հետազոտությունների և մշակումների, փոքր, միջին և լիովին առևտրային արտադրության մակարդակներում՝ տարբեր ոլորտներում, օրինակ՝ սննդամթերքի, սննդային հավելումների և դեղագործական արտադրության մեջ։ Բարձր արտադրողականության ուլտրաձայնային էքստրակտորներն ինտենսիվացնում են էքստրակցիայի գործընթացը և մեծացնում ելքը՝ այդպիսով բարելավելով բարձրորակ մզվածքների արտադրության ընդհանուր արդյունավետությունը։ Hielscher Ultrasonics ընկերությունն առաջարկում է էքստրակցիայի սարքավորումներ ցանկացած ծավալի / մշակման արտադրողականության համար։ Բուսական նյութերի էքստրակցիայի ոլորտում ավելի քան 25 տարվա փորձ ունեցող Hielscher Ultrasonics ընկերությունը ձեր վստահելի գործընկերն է Artemisia annua բույսից բարձր արտադրողականության ուլտրաձայնային էքստրակցիայի հարցում։
Բարձր արտադրողականությամբ, արդի տեխնոլոգիաներով ուլտրաձայնային սարքեր
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի խելացի գործառույթները նախատեսված են հուսալի աշխատանք, վերարտադրելի արդյունքներ և օգտագործման հարմարավետություն երաշխավորելու համար։ Աշխատանքային կարգավորումներին կարելի է հեշտությամբ հասնել և դրանք ընտրել պարզ ու հասկանալի ընտրացանկի միջոցով, որը հասանելի է թվային գունավոր սենսորային էկրանից և դիտարկիչով հեռակառավարման միջոցով։ Ուստի մշակման բոլոր պայմանները, ինչպիսիք են զուտ էներգիան, ընդհանուր էներգիան, ամպլիտուդը, ժամանակը, ճնշումը և ջերմաստիճանը, ինքնաբերաբար գրանցվում են ներկառուցված SD քարտի վրա։ Սա թույլ է տալիս վերանայել և համեմատել ուլտրաձայնային մշակման նախորդ ցիկլերը և օպտիմալացնել արտեմիզինինի արդյունահանման գործընթացը՝ առավելագույն արդյունավետության հասնելու համար։
Hielscher Ultrasonics համակարգերն ամբողջ աշխարհում օգտագործվում են բարձրորակ բուսական մզվածքների արտադրության համար։ Hielscher արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերը կարող են հեշտությամբ աշխատել բարձր ամպլիտուդներով՝ անընդհատ աշխատանքի ռեժիմում (24/7/365)։ Ստանդարտ սոնոտրոդներով (ուլտրաձայնային զոնդեր / եղջյուրներ) կարելի է հեշտությամբ և անընդհատ ապահովել մինչև 200µm ամպլիտուդներ։ Էլ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հասանելի են անհատական պատվերով պատրաստվող ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ։ Իրենց ամրության և տեխնիկական սպասարկման փոքր պահանջի շնորհիվ մեր ուլտրաձայնային արդյունահանման համակարգերը սովորաբար տեղադրվում են ծանր աշխատանքային ռեժիմով կիրառությունների և պահանջկոտ միջավայրերի համար։
Կապվեք մեզ հետ հիմա՝ Artemisia annua բույսից արտեմիզինինի ուլտրաձայնային արդյունահանման մասին ավելին իմանալու համար։ Մենք սիրով ձեզ տեղեկություններ կուղարկենք մեր ուլտրաձայնային արդյունահանման համակարգերի և գների մասին։ Մեր մեծ փորձ ունեցող աշխատակիցները սիրով ձեզ հետ կքննարկեն ձեր կիրառությունը և մշակման պահանջները։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալ | Հոսքի ծավալային արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| Կիրառելի չէ | 10–100L/min | UIP16000 |
| Կիրառելի չէ | Ավելի մեծ | Համատեղ աշխատող սարքերի խումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներով խառնման, դիսպերսման, էմուլգացման և արդյունահանման կիրառությունների համար։
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Ի՞նչ է արտեմիզինինը և ինչի՞ համար է այն օգտագործվում։
Արտեմիզինինը միացություն է, որը ստացվում է Artemisia annua բույսից, որը սովորաբար հայտնի է որպես քաղցր օշինդր։ Այն հիմնականում հայտնի է իր հակամալարիային հատկություններով և օգտագործվում է մալարիայի բուժման համար։ Արտեմիզինինը և դրա ածանցյալները շատ արդյունավետ են եղել մալարիայի դեղակայուն շտամների դեմ, ինչի շնորհիվ դրանք վճռորոշ նշանակություն ունեն այս հիվանդության դեմ պայքարում։
Արդյունաբերական օգտագործման առումով արտեմիզինինը հետաքրքրություն է ներկայացնում բժշկությունից դուրս տարբեր հնարավոր կիրառությունների համար։ Այն խոստումնալից արդյունքներ է ցույց տվել տարբեր ոլորտներում, օրինակ՝ գյուղատնտեսության մեջ, որտեղ կարող է գործել որպես բնական հերբիցիդ և պեստիցիդ։ Բացի այդ, հետազոտություններ են իրականացվում՝ քաղցկեղի բուժման մեջ դրա հնարավոր օգտագործումն ուսումնասիրելու համար։ Այս կիրառությունները գիտականորեն ուսումնասիրվում և փորձարկվում են փորձնական մասշտաբով՝ արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում ներդնելու նպատակով։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։