プローブを使用したアルカロイド抽出 - 超音波装置

アルカロイドは生理活性化合物であり、超音波処理を使用して植物から効率的に抽出できます。アルカロイドはさまざまな生物学的効果を示すため、医薬品や治療薬として使用されています。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製造するための好ましい技術である。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して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の周波数)と超音波の音響キャビテーションの効果を使用します。高強度の超音波は、崩壊するキャビテーション気泡を生成し、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、植物の細胞壁を貫通して破壊し、植物組織を開きます。キャビテーションによって生成される液体の流れは、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し、アルカロイドが効率的に放出されます。超音波アルカロイド抽出のためには、植物材料(例えば、粉砕された乾燥葉)を溶媒中に入れ、これは典型的には水と水性エタノールのような有機溶媒との混合物である。メタノールやエタノールなどの極性溶媒は、高いアルカロイド収率に最も効率的であることがわかっています。スラリーの短時間の超音波処理後 – 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ます(例:ローターエバポレーターを使用)。

超音波アルカロイド抽出の主な利点

超音波抽出は、植物材料からのアルカロイドの単離のための優れた抽出技術として考えられています。

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アルカロイドの収率を200%以上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迅速かつ効率的な処理を可能にする。
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、溶媒の消費量が減少し、環境への影響が軽減されます。
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。不要な化合物が残されるため、最終製品の純度が向上します。
5. スケールアップが簡単: 超音波抽出は、大量の植物材料を処理するために容易にスケールアップすることができ、商業生産に適しています。超音波プロセスは直線的にスケーリングできるため、工業規模での実装が容易になります。

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持つ)を含む生理活性化合物の超音波抽出の有効性と効率を調査しました。超音波抽出のために、彼らは次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。全可溶性フェノール(TSP)は、0.5 gの乾燥葉粉末と20 mLのアセトン:水(80:20 v / v)を使用して抽出しました。超音波で製造された抽出物は、178.48mg / 100mLの可溶性フェノール、20.18mg / 100mLの総フラボノイド、27.81mg / 100mLの加水分解性ポリフェノール、167.07mg / 100mLの縮合タンニン、30.44mg / 100mLの総アルカロイドおよび14.62mg / 100mLの総アセトゲニンを含有していた。で単離された抽出物 U400Sプローブ型超音波装置(左の写真を参照)は、化合物の種類に応じて、煎じ薬または注入よりも~6倍から~927倍までの高い抗酸化能力および生物活性化合物の含有量が高いことを示した。24の異なるフェノール化合物がサンプル中に同定され、超音波で単離された抽出物は最高濃度を生成した。
[参照:Nolasco-González et al., 2022]

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:©Nolasco-González et al., 2022)

超音波装置を使用して、Annona muricataの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 UP400S。
(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)シリンジ酸、(11)3-ヒドロキシ安息香酸、(12)カフェイン酸、(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)p-クマル酸、(17)トランスフェルラ酸、(18)トランス桂皮酸、(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:©Nolasco-González et al., 2022)

(2021)は、ソックスレー抽出(7時間、80°C)と比較して、超音波処理(340 W、56◦C、30分)で抽出されたA. muricataの葉からのアルカロイドが2.3倍多いと報告しているため、同様の確認結果が得られました。

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

ミモザの根の樹皮とアヤワスカの葉には、アルカロイドN,N-ジメチルトリプタミン(DMT)が含まれています。ジメチルトリプタミン(DMT)は、現在、その幻覚作用について臨床試験で研究されているため、うつ病や心的外傷後ストレス障害(PTSD)の治療薬として期待されています。超音波処理は、ミモザ・ホスティリスの根とサイコトリア・ビリディスの葉(アヤワスカ)からのアルカロイドの放出と分離を効果的に促進します。超音波DMT抽出は、非常に短時間で高い収率を生み出します。ほとんどすべての溶媒と互換性があり、 ヒールシャープローブ型超音波装置は、研究および医療環境下で使用するための医薬品グレードの生物活性化合物の製造、ならびに分析品質および効力試験前のサンプル調製に使用されます。したがって、 ヒールシャー超音波装置は、さまざまな方法で医療DMTおよび植物研究を容易にすることができます。
ジュレマツリー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Psychotria viridisの葉にDMTが豊富に含まれてい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、Mimosa hostiliis Root Bark、略称MHRB)とアヤワスカの葉には、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ついて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、植物インドール、キシロース、植物ステロール、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、プローブ型超音波装置を使用して根の樹皮から効率的に抽出できます。超音波抽出は、ミモザ、根、樹皮、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単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で高い収率を与えることによって優れています。温和なプロセス条件により、最高の抽出品質が保証され、活性分子の望ましくない分解を防ぎます。

植物分離のための抽出セットアップ: プローブ型超音波装置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、科学研究だけでなく、医薬品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設計し、製造し、販売しています。
優れた抽出効率: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非常に高い効率を持つ科学的に証明された技術です。従来の方法では長時間(数時間から数日)かかることがよくありますが、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装置による高い抽出収率と優れた抽出品質

超音波駆動の抽出により、植物材料からの生理活性化合物の完全な放出が可能になります。超音波キャビテーションは細胞マトリックスを破壊し、生理活性分子を周囲の溶媒に効率的に放出します。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)よりも高い抽出物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、それにより、水または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、溶媒の切り替えは問題ありません。プロセスパラメータ(例えば、振幅)の正確な制御、マイルド溶媒の使用および正確な温度制御は、超音波抽出中の生理活性化合物(例えば、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)の分解および汚染を防止する。

の汎用性の高いアプリケーション ヒールシャー超音波装置

代替抽出技術(例えば、超臨界CO2、溶媒抽出、浸透など)は、多くの場合、分子量、溶解度および熱感受性に依存する特定の分子の抽出にのみ適用可能であるが、ヒールシャーの高性能超音波装置による抽出は、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、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できます。

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です。

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装置は、振幅、強度、持続時間、温度などのすべての超音波プロセスパラメータの正確な制御を可能にします。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装置は、製造業者が優れた品質の植物抽出物を生産し、適正製造基準(GMP)の達成を容易にすることを可能にします。

以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。