Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Partizionamento trifase a ultrasuoni potenziato in tre fasi

  • La suddivisione trifase (TPP) è una tecnica per estrarre, separare e purificare componenti, ad esempio lipidi, enzimi, polisaccaridi e altre biomolecole, da materiale biologico.
  • La suddivisione trifase assistita ad ultrasuoni eccelle rispetto al TPP convenzionale grazie ad una maggiore resa, una maggiore purezza e una velocità eccezionale.
  • Il TPP ad ultrasuoni è applicabile a piccoli e grandi volumi e può essere facilmente scalato per la produzione industriale.

Partizionamento trifase ad ultrasuoni trifase

Partizionamento trifase

La suddivisione trifase (TPP) è un processo semplice ed efficiente in un'unica fase per la separazione, la purificazione e la concentrazione di biomolecole come enzimi, lipidi, polisaccaridi, ecc. da miscele complesse.
Il TPP si realizza mediante l'aggiunta sequenziale di una quantità sufficiente di sale (tipicamente solfato di ammonio) e di un solvente organico (principalmente t-Butanolo/butanolo.terzino-butanolo). Sali come il solfato di ammonio sono usati ad una certa saturazione per precipitare la proteina. Un solvente organico come t-il butanolo viene aggiunto per formare strati trifase e per rimuovere composti a basso peso molecolare come lipidi, fenolici e alcuni detergenti. Da t-il butanolo ha un elevato punto di ebollizione, ma meno infiammabile dell'etanolo e del metanolo, t-il butanolo è il solvente preferito per il TPP.
Dopo il trattamento dell'estratto grezzo e la decantazione, la miscela si separa in tre fasi distinte: il solvente superiore (t-butanolo) contiene composti non polari, che sono separati dalla fase acquosa inferiore (contenente composti polari) da un precipitato proteico interfacciale. Le proteine desiderate vengono suddivise selettivamente in una fase e le altre proteine contaminanti nell'altra fase. Questo provoca una parziale purificazione e concentrazione della proteina. Il processo di estrazione è un'amalgama di kosmotropico, salatura, cosolvente isotonico e precipitazione osmolitica delle proteine.

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TPP potenziato ad ultrasuoni

Il partizionamento trifase ad ultrasuoni eccelle per la massima purezza, recupero e tempi di lavorazione ridotti.L'sonicazione intensifica notevolmente il processo TPP. Il TPP ad ultrasuoni viene applicato con successo per la separazione e la purificazione di biomolecole. Un'ampia gamma di biomoelica è stata isolata in modo più efficiente in tempi più brevi. Ad esempio, enzimi da piante (ad esempio, bromelina, papaina, invertasi, polifenolo ossidasi e inibitori della tripsinasi), animali (ad esempio tripsina, α-chimotripsina, chimotripsina, chimosina, pepsina e luciferasi) e microbi (e.g. lipasi, α-amilasi, α-galattosidasi, serratiopeptidasi, ciclodestrina glicosiltrasferasi ed enzimi fibrinolitici) sono stati purificati mediante TPP ad ultrasuoni. Un ulteriore vantaggio del TPP ad ultrasuoni è la maggiore attività di vari enzimi, che si traduce in rendimenti apparenti più elevati (>100%), poiché l'enzima o la proteina in questione precipita nello strato intermedio tra la fase organica e quella acquosa.
Il TPP ad ultrasuoni può essere utilizzato efficacemente con campioni grezzi e può essere facilmente scalato.

Partizionamento trifase a ultrasuoni migliorato (TPP)

L'sonicazione migliora notevolmente la suddivisione trifase e si traduce in una maggiore resa e purezza in tempi di processo drasticamente più brevi.

Vantaggi:

  • maggiore resa
  • recupero rapido
  • elevata purezza
  • Risparmio di tempo
  • economica
  • facile da usare
  • ecologica
  • per laboratorio e industria

Esempi di US-TPP

TPP ad ultrasuoni per l'estrazione dell'astaxantina

Per l'estrazione dell'astaxantina (AX), il trattamento combinato di TPP e sonicazione con Hielscher's UP400S non è solo semplice e facilmente applicabile, ma anche una tecnica molto efficiente per isolare AX dalla biomassa batterica di Paracoccus NBRC 101723. Le variabili operative della sonicazione possono essere ottimizzate per ottenere risultati di estrazione ottimali. I parametri di elaborazione ad ultrasuoni quali ampiezza, tempo, temperatura e recipiente di estrazione (dimensione, forma), nonché la dimensione delle particelle della biomassa, influenzano in modo significativo il rilascio ultrasonico dell'AX dalla biomassa. L'ultrasuoni della biomassa umida fornisce risultati migliori rispetto al TPP ultrasonico della biomassa secca per un'estrazione rapida ed efficiente di AX. Il TPP ad ultrasuoni consente un recupero dell'AX superiore del 37% rispetto all'estrazione convenzionale con solvente. (cfr. Chougle et al. 2013)

TPP ad ultrasuoni per la separazione dell'andrografolide da Andrographis paniculata

Andrographolide è un diterpenoide labdano, apprezzato per i suoi elevati effetti antinfiammatori, antiossidanti, epatoprotettivi, anticancerogeni e antidiabetici. Studi comparativi dimostrano che il TPP ultrasonico non solo aumenta la resa di andrografolide, ma migliora anche l'attività antiossidante rispetto al TPP convenzionale.

Processori ad ultrasuoni ad alte prestazioni

Hielscher Ultrasonics è specializzata nella progettazione e produzione di sistemi a ultrasuoni ad alta potenza per l'estrazione e molti altri processi.
La nostra gamma di prodotti copre le piccole dimensioni, potenti dispositivi da laboratoriorobusti ultrasuoni da banco, robusti e sistemi industriali ad alte prestazioni. Il collettore Accessori consentono l'adattamento ideale del sistema a ultrasuoni alle vostre specifiche esigenze di processo. Tutti gli ultrasuoni Hielscher sono costruiti per funzionare 24/7 a pieno carico.
La nostra lunga esperienza nella lavorazione ad ultrasuoni ci permette di consultare i nostri clienti fin dai primi test con gli ultrasuoni attraverso le fasi di ottimizzazione del processo e di implementazione su scala industriale.
Si prega di utilizzare il modulo sottostante per informarci sul vostro processo! Siamo lieti di consigliarvi di discutere le opportunità e i vantaggi della sonicazione per la vostra applicazione.

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Letteratura/riferimenti

  • Chougle, J.A: et al. (2013): Suddivisione trifase assistita da ultrasuoni (UATPP): Una nuova tecnica sviluppata per l'estrazione dell'astaxantina da Paracoccus NBRC 101723. CSBE/SCGAB 2013 – Conferenza annuale dell'Università del Saskatchewan, Saskatoon, 7-10 luglio 2013.
  • Ketnawa, S. et al (2017): Separazione di fase per la separazione enzimatica: Una panoramica e applicazioni recenti. International Food Research Journal 24(1), 2017. 1-24.
  • Varakumar, S. et al. (2017): Maggiore estrazione di oleoresina dalla polvere di zenzero (Zingiber officinale) rizoma in polvere utilizzando una suddivisione trifase assistita da enzimi. Chimica alimentare 216, 2017. 27–36.
  • Yan J.-K. et al. (2018): Ultrasuoni sinergizzati con partizione trifase per l'estrazione e la separazione dei polisaccaridi di Corbicula fluminea ed eventuali meccanismi rilevanti. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 40, Parte A, 2018. 128-134.


Particolarità / Cose da sapere

Partizionamento trifase (TPP)

Il TPP è una tecnica di bioseparazione, basata sulla suddivisione dei costituenti polari, delle proteine e dei costituenti idrofobi in tre fasi costituite da acqua, solfato di ammonio e t-butanolo.
Importanti enzimi terapeutici e industriali (ad es. α-galattocidasi, inibitori dell'α-amilasi e proteasi) e composti naturali (ad es. diterpeni come forskolina e andrografolide) vengono purificati mediante suddivisione in tre fasi. Mentre pigmenti, lipidi ed enzimi inibitori si accumulano nella fase solvente superiore, che viene separata dalla fase acquosa inferiore, dove si accumulano componenti polari come i saccaridi, da uno strato intermedio precipitato di proteine. Da t-il butanolo lega le proteinecipitate TPP, che si trovano sotto forma di proteina-butanolo coprecipita, galleggia tra strato organico e strato acquoso e può essere facilmente separato e purificato. In generale, le biomolecole sono recuperate in forma purificata all'interfase, mentre i contaminanti si suddividono principalmente in t-butanolo (fase superiore) e alla fase acquosa (fase inferiore).

Astaxantina

L'astaxantina (3, 3´-diidrossi-ß, ß-carotene 4, 4´-dione) è un chetocarotenoide che appartiene alla classe dei terpeni. Come tetraterpenoide è costituito da cinque precursori del carbonio, isopentenil difosfato e dimetilallyl difosfato. L'astaxantina è una pianta pigmante giallo-arancio e quindi classificata come xantofilla. L'astaxantina si trova principalmente in microalghe, lieviti, salmonoidi, trote, krill, gamberi, gamberi, gamberi, gamberi e crostacei. Come potente spazzino dei radicali liberi, protettore della pelle, anticancerogeno e come rinforzatore del sistema immunitario, l'astaxantina è usata come integratore e come additivo in alimenti, prodotti farmaceutici e cosmetici. Il TPP ad ultrasuoni migliora il processo di estrazione e separazione dell'astaxantina da fonti naturali e rende la sua produzione economica applicabile a livello industriale.

Hielscher Ultrasonics è specializzata nell'elaborazione ad ultrasuoni ad alte prestazioni.

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