Partisi Tiga Fase yang Ditingkatkan Secara Ultrasonik

• Partisi tiga fase (TPP) adalah teknik untuk mengekstraksi, memisahkan dan memurnikan komponen, misalnya lipid, enzim, polisakarida dan biomolekul lainnya, dari bahan biologis.
• Partisi Tiga Fase yang dibantu secara ultrasonik mengungguli partisi tiga fase konvensional dengan hasil yang lebih tinggi, kemurnian yang lebih baik, dan kecepatan yang luar biasa.
• Partisi Tiga Fase Ultrasonik berlaku untuk volume kecil dan besar dan dapat dengan mudah diskalakan ke produksi industri.

Partitoning Tiga Fase Ultrasonik

Partisi Tiga Fase

Partisi tiga fase (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 garam dalam jumlah yang cukup (biasanya amonium sulfat) dan pelarut organik (terutama T-butanol/tert-butanol). Garam seperti amonium sulfat digunakan pada saturasi 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, fenolik 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 perlakuan ekstrak kasar dan dekantasi, campuran terpisah menjadi tiga fase berbeda: pelarut atas (T-butanol) fase mengandung senyawa non-polar, yang dipisahkan dari fase air yang lebih rendah (mengandung senyawa polar) oleh endapan protein interfacial. Protein yang diinginkan secara selektif dipartisi ke satu fase dan protein kontaminan lainnya ke fase lainnya. Hal ini menyebabkan pemurnian parsial dan konsentrasi protein. Proses ekstraksi adalah penggabungan kosmotropik, pengasinan, kopelarut isotonik dan pengendapan osmolitik protein.

Partisi Tiga Fase yang Ditingkatkan Secara Ultrasonik

Sonikasi mengintensifkan proses TPP secara signifikan. Partisi Tiga Fase yang dibantu ultrasonik berhasil diterapkan untuk pemisahan dan pemurnian biomolekul. Berbagai macam biomoelcules telah diisolasi lebih efisien dalam waktu yang lebih singkat. Misalnya, enzim dari tumbuhan (misalnya bromelain, papain, invertase, polifenol oksidase dan penghambat tripsin), hewan (misalnya tripsin, α-chymotrypsin, chymosin, pepsin dan luciferase) dan mikroba (misalnya lipase, α-amilase, α-galactosidase, serratiopeptidase, cyclodextrin glycosyltransferase, dan enzim fibrinolitik) dimurnikan melalui TPP ultrasonik. Manfaat tambahan dari Partisi Tiga Fase ultrasonik adalah peningkatan aktivitas berbagai enzim, menghasilkan hasil yang lebih tinggi (sekitar 100%) karena enzim atau protein yang ditargetkan mengendap di lapisan tengah antara fase organik dan berair.
Partisi Tiga Fase Ultrasonik dapat digunakan secara efektif dengan sampel mentah dan dapat dengan mudah ditingkatkan.

Contoh untuk Partisi Tiga Fase Ultrasonik (US-TPP)

TPP ultrasonik untuk ekstraksi astaxanthin

Untuk ekstraksi astaxanthin (AX), perlakuan gabungan TPP dan sonikasi dengan sonicator Hielscher UP400S tidak hanya sederhana dan mudah diterapkan, tetapi juga teknik yang sangat efisien untuk mengisolasi AX dari biomassa bakteri Paracoccus NBRC 101723. Variabel operasi sonikasi dapat dioptimalkan untuk mendapatkan hasil ekstraksi yang optimal. Parameter pemrosesan ultrasonik auch sebagai amplitudo, waktu, suhu dan bejana ekstraksi (ukuran, bentuk) serta ukuran partikel biomassa, mempengaruhi pelepasan ultrasonik AX dari biomassa secara signifikan. Ultrasonikasi biomassa basah memberikan hasil yang lebih baik daripada TPP ultrasonik biomassa kering untuk ekstraksi AX yang cepat dan efisien. TPP ultrasonik menghasilkan pemulihan AX 37% lebih tinggi daripada ekstraksi pelarut konvensional. (lih. Chougle et al. 2013)

TPP ultrasonik untuk pemisahan andrographolide dari Andrographis paniculata

Andrographolide adalah labdane diterpenoid, yang dihargai karena efek anti-inflamasi, antioksidan, hepatoprotektif, anti-karsinogenik dan anti-diabetes yang tinggi. Studi komparatif menunjukkan bahwa TPP ultrasonik tidak hanya meningkatkan hasil andrographolide tetapi juga meningkatkan aktivitas antioksidan dibandingkan dengan TPP konvensional.

Sonitator Performa Tinggi untuk Partisi Tiga Fase

Hielscher Ultrasonics mengkhususkan diri pada desain dan pembuatan sistem ultrasonik berdaya tinggi untuk ekstraksi serta banyak proses lainnya.
Rangkaian produk kami mencakup sonicator lab kecil dan kuat, homogenizer bench-top yang kuat dan sistem ultrasound industri berkinerja tinggi. Aksesori manifold memungkinkan adaptasi ideal dari sistem ultrasonik dengan kebutuhan proses spesifik Anda. Semua sonicator Hielscher dibuat untuk operasi 24/7 di bawah beban penuh.
Pengalaman lama kami dalam pemrosesan ultrasonik memungkinkan kami untuk berkonsultasi dengan klien kami dari tes pertama mereka dengan ultrasound melalui langkah-langkah optimalisasi proses dan implementasi pada skala industri.
Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk memberi tahu kami tentang proses Anda! Kami dengan senang hati merekomendasikan mendiskusikan peluang dan manfaat sonikasi untuk aplikasi Anda.

Literatur / Referensi

• Chougle, JA: dkk. (2013): Partisi tiga fase berbantuan ultrasound (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. dkk (2017): Partisi fase untuk pemisahan enzim: Gambaran umum dan aplikasi terbaru. Jurnal Penelitian Pangan Internasional 24(1), 2017. 1-24.
• Varakumar, S. dkk. (2017): Ekstraksi oleoresin yang ditingkatkan dari bubuk rimpang jahe (Zingiber officinale) menggunakan partisi tiga fase berbantuan enzim. Kimia Makanan 216, 2017. 27–36.
• Yan JK dkk. (2018): Ultrasonografi bersinergi dengan partisi tiga fase untuk ekstraksi dan pemisahan polisakarida Corbicula fluminea dan kemungkinan mekanisme yang relevan. Ultrasonik Sonokimia Vol. 40, Bagian A, 2018. 128-134.