Partisi Tiga-fase yang Ditingkatkan Secara Ultrasonik
- Partisi tiga fase (TPP) adalah teknik untuk mengekstrak, memisahkan dan memurnikan komponen, misalnya lipid, enzim, polisakarida dan biomolekul lainnya, dari bahan biologis.
- Partisi tiga fase yang dibantu secara ultrasonik unggul dari TPP konvensional dengan hasil yang lebih tinggi, peningkatan kemurnian dan kecepatan yang luar biasa.
- Ultrasonic TPP berlaku untuk volume kecil dan besar dan dapat dengan mudah diskalakan untuk produksi industri.
Ultrasonik Tiga Fase Partitoning
Partisi Tiga Fase
Three-phase partitioning (TPP) adalah proses satu langkah yang sederhana dan efisien untuk pemisahan, pemurnian, dan konsentrasi biomolekul seperti enzim, lipid, polisakarida, dll. Dari campuran kompleks.
TPP dilakukan dengan penambahan berurutan dari jumlah garam yang cukup (biasanya amonium sulfat) dan pelarut organik (terutama T-butanol /Tert-butanol). Garam seperti amonium sulfat digunakan pada kejenuhan tertentu untuk mengendapkan protein. Pelarut organik seperti T-butanol ditambahkan untuk membentuk lapisan tiga fase dan untuk menghilangkan senyawa dengan berat molekul rendah seperti lipid, phenolic dan beberapa deterjen. Sejak T-butanol memiliki titik didih yang tinggi, tetapi kurang mudah terbakar daripada etanol dan metanol, T-butanol adalah pelarut yang disukai untuk TPP.
Setelah pengobatan ekstrak kasar dan dekantasi, campuran memisahkan menjadi tiga fase yang berbeda: pelarut atas (T-butanol) fase mengandung senyawa non-polar, yang dipisahkan dari fase berair rendah (mengandung senyawa polar) oleh endapan protein interfacial. Protein yang diinginkan secara selektif dipartisi ke satu fase dan protein kontaminan lainnya ke fase lain. Ini menyebabkan pemurnian parsial dan konsentrasi protein. Proses ekstraksi adalah penggabungan kosmotropik, pengasinan, kosolvent isotonik dan pengendapan protein osmolitik.
TPP Ultrasonically Ditingkatkan
Sonikasi mengintensifkan proses TPP secara signifikan. Ultrasonically dibantu TPP berhasil diterapkan untuk pemisahan dan pemurnian biomolekul. Berbagai macam biomoelcules telah diisolasi lebih efisien dalam waktu yang lebih singkat. Misalnya, enzim dari tanaman (misalnya Bromelain, Papain, invertase, polifenol oksidase dan tripsin inhibitor), hewan (misalnya tripsin, α-chymotrypsin, chymosin, Pepsin dan luciferase) dan mikroba (misalnya lipase, α-amilase, α-galaktosidase, serratiopeptidase, cyclodextrin glikosiltransferase, dan enzim fibrinolitik) dimurnikan melalui TPP ultrasonik. Manfaat tambahan dari TPP ultrasonik adalah aktivitas ditingkatkan dari berbagai enzim, menghasilkan hasil yang jelas lebih tinggi (>100%) karena enzim yang ditargetkan atau protein diendapat di lapisan tengah antara organik dan fasa air.
Ultrasonic TPP dapat digunakan secara efektif dengan sampel mentah dan dapat dengan mudah ditingkatkan.
Sonication meningkatkan partisi tiga fase secara signifikan dan menghasilkan hasil dan kemurnian yang lebih tinggi dalam waktu proses yang lebih singkat secara drastis.
- hasil yang lebih tinggi
- pemulihan cepat
- kemurnian tinggi
- hemat waktu
- murah
- mudah dijalankan
- ramah lingkungan
- untuk lab dan industri
Contoh untuk US-TPP
Ultrasonic TPP untuk ekstraksi astaxanthin
Untuk ekstraksi astaxanthin (AX), perawatan gabungan TPP dan sonication dengan Hielscher's UP400S tidak hanya teknik sederhana yang mudah diterapkan, tetapi juga teknik yang sangat efisien untuk mengisolasi AX dari biomassa bakteri Paracoccus NBRC 101723. Variabel operasi sonication dapat dioptimalkan untuk mendapatkan hasil ekstraksi yang optimal. Parameter pemrosesan ultrasonik seperti amplitudo, waktu, suhu dan ekstraksi kapal (ukuran, bentuk) serta ukuran partikel biomassa, mempengaruhi rilis ultrasonik AX dari biomassa secara signifikan. Ultrasonication dari biomassa basah memberikan hasil yang lebih baik daripada TPP ultrasonik dari biomassa kering untuk ekstraksi AX secara cepat dan efisien. Hasil TPP ultrasonik dalam pemulihan AX 37% lebih tinggi daripada ekstraksi pelarut konvensional. (bdk. Chougle dkk. 2013)
Ultrasonic TPP untuk pemisahan andrographolide dari Andrographis paniculata
Andrographolide adalah labdane diterpenoid, yang dihargai karena memiliki efek anti-inflamasi, antioksidan, hepatoprotektif, anti-karsinogenik dan anti-diabetes yang tinggi. Studi komparatif menunjukkan bahwa TPP ultrasonik tidak hanya meningkatkan hasil andrografolida tetapi juga meningkatkan aktivitas antioksidan dibandingkan dengan TPP konvensional.
Prosesor Ultrasonik Berperforma Tinggi
Hielscher Ultrasonics mengkhususkan pada desain dan pembuatan sistem ultrasonik daya tinggi untuk ekstraksi serta banyak proses lainnya.
Berbagai produk kami mencakup kecil, perangkat lab yang kuat, ultrasonicators bench-top yang kuat dan sistem kinerja tinggi industri. Manifold Aksesoris memungkinkan adaptasi ideal dari sistem ultrasonik dengan persyaratan proses khusus Anda. Semua ultrasonicators Hielscher dibangun untuk pengoperasian 24/7 di bawah beban penuh.
Pengalaman lama kami dalam pemrosesan ultrasonik memungkinkan kami untuk berkonsultasi dengan klien kami dari pengujian pertama mereka dengan USG melalui langkah-langkah optimasi proses dan implementasi pada skala industri.
Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk memberi tahu kami tentang proses Anda! Kami senang untuk merekomendasikan membahas peluang dan manfaat sonication untuk aplikasi Anda.
Peralatan ultrasonik yang kuat dan andal dari laboratorium hingga skala industri.
Literatur / Referensi
- Chougle, J.A: et al. (2013): ULTRASOUND membantu tiga fase partisi (UATPP): Teknik baru yang dikembangkan untuk ekstraksi astaxanthin dari Paracoccus NBRC 101723. CSBE/SCGAB 2013 – Konferensi Tahunan Universitas Saskatchewan, Saskatoon, 7-10 Juli 2013.
- Ketnawa, S. et al (2017): Fase partisi untuk pemisahan enzim: Gambaran umum dan aplikasi terbaru. Jurnal Penelitian Makanan Internasional 24 (1), 2017. 1-24.
- Varakumar, S. et al. (2017): Peningkatan ekstraksi oleoresin dari jahe (Zingiber officinale) rimpang bubuk menggunakan enzim tiga fase yang dibantu enzim. Kimia Pangan 216, 2017. 27–36.
- Yan J.-K. et al. (2018): USG disinergikan dengan partisi tiga fase untuk ekstraksi dan pemisahan Corbicula fluminea polysaccharides dan mekanisme yang relevan mungkin. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 40, Bagian A, 2018. 128-134.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Tiga-Phase Partisi (TPP)
TPP adalah teknik bioseparasi, berdasarkan partisi konstituen polar, protein, dan konstituen hidrofobik dalam tiga fase yang terdiri dari air, amonium sulfat dan t-butanol.
Manifold enzim terapeutik dan industri penting (misalnya α-galactocidase, α-amylase inhibitor, dan protease) dan senyawa alami (misalnya diterpenes seperti forskolin dan andrographolide) dimurnikan oleh tiga fase partisi. Sementara pigmen, lipid dan inhibitor enzim terakumulasi dalam fase pelarut atas, yang dipisahkan dari fase berair rendah, di mana komponen kutub seperti sakarida terakumulasi, oleh lapisan protein diendapkan perantara. Sejak T-butanol mengikat protein yang diendapkan TPP, yang terjadi sebagai coprecipitates protein-t-butanol, mengapung di antara lapisan organik dan berair dan dapat dengan mudah dipisahkan dan dimurnikan. Secara umum, biomolekul ditemukan dalam bentuk yang dimurnikan pada interfase, sementara kontaminan sebagian besar dipartisi T-butanol (fase atas) dan ke fase berair (fase bawah).
astaxanthin
Astaxanthin (3, 3 ́-dihydroxy-ß, ß-karoten 4, 4 ́-Dione) adalah keto-karotenoid yang dimiliki oleh kelas terpenes. Sebagai tetraterpenoid itu dibangun dari lima prekursor karbon, isopentenyl diphosphate, dan dimethylallyl diphosphate. Astaxanthin adalah pigmen tanaman kuning-oranye dan karena itu diklasifikasikan sebagai xanthophyll. Astaxanthin terutama ditemukan di Mikroalgae, ragi, salmonoids, ikan trout, krill, udang, lobster, dan krustasea. Sebagai pemulung radikal bebas yang sangat ampuh, protektan kulit, antikarsinogenik dan sebagai penambah sistem kekebalan tubuh, Astaxanthin digunakan sebagai suplemen dan sebagai aditif dalam makanan, obat-obatan dan kosmetik. Ultrasonic TPP meningkatkan proses ekstraksi dan pemisahan Astaxanthin dari sumber alami dan membuat produksi ekonomis yang berlaku untuk tingkat industri.
UIP1000hdT – 1kW ultrasonicator industri