プローブ超音波装置を使用したアルカロイド抽出

アルカロイドは、超音波を使用して植物から効率的に抽出することができる生理活性化合物です。アルカロイドは幅広い生物学的効果を示し、それによって医薬品および治療薬として使用されます。超音波抽出は、植物材料から高品質のアルカロイド抽出物を生成するための好ましい技術です。超音波抽出は非常に高いアルカロイド収率をもたらしますが、抽出時間は短く、超音波装置は安全で操作が簡単です。

パワー超音波を用いた高効率アルカロイド抽出

超音波抽出はどのようにアルカロイドの単離を促進しますか?
超音波抽出は、低周波超音波(例えば20-26kHz周波数)と音響キャビテーションの超音波の効果を使用します。高強度超音波は、崩壊するキャビテーション気泡を作成し、局所的にエネルギー密度の高い圧力と温度差、および強力なせん断力を生成し、植物の細胞壁と植物組織を開いて穿孔して破壊します。キャビテーションによって生成された液体の流れは、アルカロイドが効率的に放出されるように、細胞内マトリックスと周囲の溶媒との間の物質移動を促進する。超音波アルカロイド抽出のために、植物材料(例えば粉砕乾燥葉)は、典型的には水と水性エタノールなどの有機溶媒の混合物である溶媒中に入れられる。メタノールやエタノールなどの極性溶媒は、アルカロイドの高収率に最も効率的であることがわかっています。スラリーの短い超音波処理の後 – 植物材料と溶剤からなる – アルカロイドは植物細胞から放出され、溶媒中に存在し、そこから単離および精製することができる(例えば、ローター蒸発器を使用)。

超音波アルカロイド抽出の主な利点

超音波抽出は、植物材料からアルカロイドを単離するための優れた抽出技術として考えられており、次のようないくつかの利点があります。

1. 抽出効率の向上: 超音波抽出は、従来の抽出方法と比較して200%以上でアルカロイドの収率を増加させることができます。
2. 抽出時間の短縮: 超音波抽出は、抽出時間を大幅に短縮することができ、大量の植物材料のより速く、より効率的な処理を可能にします。
3. 溶剤消費量の削減: 超音波抽出は、抽出に必要な溶媒の量を減らすことができ、その結果、溶媒消費量が減少し、環境への影響が減少します。
4. 選択的抽出: 超音波抽出は、適切な溶媒、プロセスパラメータおよび抽出温度を選択することにより、特定のアルカロイドを選択的に抽出するために使用することができる。不要な化合物が残るため、最終製品の純度が向上します。
5. スケールアップが容易: 超音波抽出は、商業生産に適した植物材料の大量を処理するために簡単にスケールアップすることができます。超音波プロセスは直線的にスケーリングすることができ、工業規模での実装を容易にします。

全体として、超音波抽出は、植物材料からアルカロイドを単離するためのより速く、より効率的で、より環境に優しいアプローチを提供します。

サワーソップの木の葉からの超音波アルカロイド抽出

Nolasco-Gonzálezら(2022)は、植物種Annona muricata(サワーソップの木)の葉からのフェノール化合物、アルカロイド、アセトゲニン(すべて高い抗酸化能力を有する)を含む生理活性化合物の超音波抽出の有効性および効率を調査した。超音波抽出のために、彼らは以下の条件でプローブ型超音波装置UP400Sを使用しました:80%振幅、0.7秒パルスサイクル、4.54分間。総可溶性フェノール(TSP)は、乾燥葉粉末0.5 gおよびアセトン:水20 mL(80:20 v / v)を使用して抽出されました。超音波抽出物は、可溶性フェノールの178.48 mg / 100 mL、総フラボノイドの20.18 mg / 100 mL、加水分解性ポリフェノールの27.81 mg / 100 mL、凝縮タンニンの167.07 mg / 100 mL、総アルカロイドの30.44 mg / 100 mLおよび総アセトゲニンの14.62 mg / 100 mLを含んでいました。U400Sプローブ型超音波装置(左の写真を参照)で単離された抽出物は、化合物の種類に応じて、高い抗酸化能力と煎じ薬または注入よりも~6〜~927倍の生理活性化合物の含有量が高いことを示した。24種類のフェノール化合物がサンプル中に同定され、超音波単離された抽出物が最高濃度を生成した。
[参照:ノラスコ・ゴンザレスら、2022年]

超音波支援抽出(UAE)、煎じ薬および注入の最適条件によって得られる抽出物の抗酸化能力。超音波抽出物は、一貫して有意に高い抗酸化能力を示す。
(研究とグラフィック:©ノラスコゴンザレスら、2022年)

超音波装置UP400Sを使用してAnnona muricata葉の超音波単離抽出物からのフェノール化合物のHPLCクロマトグラム。
(1)シキミ酸、(2)没食子酸、(3)プロトカテク酸、(4)ネオクロロゲン酸、
(5)3,4-ジヒドロキシフェニル酢酸、 (6)4-ヒドロキシ安息香酸、 (7)クロロゲン酸、 (8)4-ヒドロキシフェニル酢酸、 (9)バニリン酸、 (10)シリンガ酸、 (11)3-ヒドロキシ安息香酸、 (12)コーヒー酸、 (13)4-ヒドロキシベンズアルデヒド、 (14)ホモバニリン酸、 (15)3-(4-ヒドロキシフェニル)、 (16)パラクマル酸、 (17)トランスフェルラ酸、 (18)トランスケイ皮酸、 (19)ガロカテキン、 (20)エピガロカテキン、 (21)カテキン、(22)エピカテキン、 (23)ルチン、 (24)エラグ酸。
(研究とグラフィック:©ノラスコゴンザレスら、2022年)

Leeら(2021)は、ソックスレー抽出(7時間、80°C)と比較して、超音波(340 W、56◦C、30分)で抽出されたA.muricataの葉から2.3倍多くのアルカロイドを報告したため、同様の確認結果を得ました。

超音波装置を使用したミモザの根の樹皮とアヤワスカからのインドールアルカロイド抽出

Mimosa root bark as well as ayahuasca leaves contains the alkaloid N,N-dimethyltryptamine (DMT). Dimethyltryptamine (DMT) is currently researched in clinical trials for its hallucinogenic effects and therefore as a potential drug to treat depression and post-traumatic stress disorders (PTSD). Ultrasonication effectively promotes the release and isolation of the alkaloid from the Mimosa hostilis roots and Psychotria viridis leaves (ayahuasca). Ultrasonic DMT extraction produces high yields within very short time. Compatible with almost any solvent, Hielscher probe-type ultrasonicators are used for the production of pharma-grade bioactive compounds for use under research and medical settings as well as for sample prep before analytical quality and potency testing. Therefore, Hielscher ultrasonicators can facilitate medical DMT and botanical research in numerous ways.
ジュレマの木のインドールアカロイドN,N-ジメチルトリプタミン(DMT)の最も一般的な供給源は、ミモザホスティリスの根(一般にジュレマプレタとして知られています)に由来します。アヤワスカは、低木サイコトリアビリディスの葉がDMTが豊富である別の植物種の伝統的な名前です。
ミモザの根の樹皮(ミモザテヌイフローラ、ミモザホスティリスの根の樹皮、略称MHRB)とアヤワスカの葉の両方にさまざまな生理活性化合物が含まれており、現在、治療薬としての可能性に関する臨床試験で研究されています。ミモザの根の樹皮には、タンニン、サポニン、トリプタミン、アルカロイド、脂質、フィトインドール、キシロース、フィトステロール、グルコシド、ラムノース、アラビノース、メトキシカルコン、ルペオール、ククルカニンが含まれています。これらの生理活性化合物は、プローブ型超音波処理器を用いて根の樹皮から効率的に抽出することができる。超音波抽出は、ミモザの根の樹皮やアヤワスカの葉などの植物材料からアルカロイドなどの標的物質を分離するための優れた技術です。超音波処理は、非常に短い抽出時間内に高収率を与えることによって優れています。穏やかなプロセス条件により、活性分子の望ましくない分解を防ぐ最高の抽出品質が保証されます。

Extraction setup for botanical isolation: プローブ式超音波式超音波式UP400St、アルカロイドやフェノールなどの植物化学物質を抽出するためのBüchi真空フィルターとローター蒸発器。

効率的なアルカロイド抽出のためのヒールシャー超音波装置

ヒールシャー超音波は、設計、製造、科学研究だけでなく、製薬グレードの抽出物の生産に使用される高性能超音波抽出器を配布します。

優れた抽出効率のためのヒールシャー超音波装置

超音波支援抽出は、植物からの生理活性化合物の抽出に関して並外れた高効率を有する科学的に証明された技術である。従来の方法はしばしば長い時間(数時間から数日)かかりますが、超音波植物抽出は数分しかかかりません。

ヒールシャー超音波処理器による高い抽出収率と優れた抽出品質

超音波駆動抽出は、植物材料から生理活性化合物の完全な放出を可能にする。超音波キャビテーションは、細胞マトリックスを破壊し、周囲の溶媒に効率的に生理活性分子を放出します。比較研究は、超音波処理が他の抽出技術(例えば、ソックスレー、浸軟、煎じ薬、注入)よりも高い抽出収率を与えることを示した。超音波抽出は、任意の溶媒と互換性があり、それによって水や水性エタノールなどの非常に穏やかな溶媒の使用も可能にします。特定の抽出要件に関しては、極性溶媒と非極性溶媒を選択でき、溶媒間の切り替えは問題ありません。プロセスパラメータ(振幅など)を正確に制御し、穏やかな溶媒を使用し、正確な温度制御により、超音波抽出中に生理活性化合物(アルカロイド、ポリフェノール、フラボノイド、カンナビノイドなど)の分解や汚染を防ぎます。

ヒールシャー超音波処理器の用途の広いアプリケーション

代替抽出技術(例えば、超臨界CO2、溶媒抽出、パーコレーションなど)は、分子量、溶解度および熱感受性に応じて特定の分子の抽出にのみ適用可能であることが多いが、ヒールシャー高性能超音波処理器による抽出は、任意の植物化合物の汎用性の高い抽出を可能にする。超音波支援抽出は、ポリフェノール、アルカロイド、アントラキノン、フラボノイド、配糖体、脂質、ペクチン、および多糖類などの生理活性化合物を含む広域スペクトル抽出物の抽出に確実に適用することができる。

優れたエネルギー効率と環境への配慮

超音波支援抽出のエネルギー消費は、植物からの薬用化合物の抽出における従来の方法よりもはるかに少ない。

ヒールシャー超音波によるプロセス標準化による信頼性

ヒールシャー超音波処理器は、振幅、強度、持続時間、および温度などのすべての超音波プロセスパラメータを正確に制御することができます。プロセスパラメータは簡単に制御でき、継続的に監視されます。さらに、すべてのプロセスパラメータは、内蔵SDカード上のCSVファイルとして自動的にプロトコル化されます。これにより、オペレーターは超音波処理の実行を修正し、抽出プロセスを最適化し、一貫した抽出品質を確保することができます。ヒールシャー超音波処理器は、メーカーが優れた品質の植物抽出物を生産し、適正製造基準(GMP)の達成を促進することを可能にします。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：