超音波強化三相パーティショニング
- 三相分配(TPP)は、生体材料から脂質、酵素、多糖類、その他の生体分子などの成分を抽出、分離、精製する技術です。
- 超音波支援三相分配は、より高い収率、改善された純度および並外れた速度によって、従来の三相分配を凌駕する。
- 超音波三相パーティショニングは、少量および大量に適用でき、工業生産に簡単に拡張できます。
超音波三相パーティショニング
三相パーティショニング
三相分配(TPP)は、複雑な混合物から酵素、脂質、多糖類などの生体分子を分離、精製、濃縮するためのシンプルで効率的なワンステッププロセスです。
TPPは、十分な量の塩(通常は硫酸アンモニウム)と有機溶媒(主に t-ブタノール/テルト-ブタノール)。硫酸アンモニウムなどの塩は、タンパク質を沈殿させるために一定の飽和度で使用されます。などの有機溶剤 t-ブタノールは、三相層を形成し、脂質、フェノール類、一部の界面活性剤などの低分子量化合物を除去するために添加されます。から t-ブタノールは沸点が高いですが、エタノールやメタノールよりも可燃性が低く、 t-ブタノールはTPPに適した溶媒です。
粗抽出物の処理とデカンテーションの後、混合物は3つの異なる相に分離します。t-ブタノール)相は非極性化合物を含み、界面タンパク質沈殿物によって下部水相(極性化合物を含む)から分離されます。所望のタンパク質は、一方の相に選択的に分配され、他の汚染物質タンパク質は他方の相に選択的に分配されます。これにより、タンパク質の部分的な精製と濃縮が行われます。抽出プロセスは、タンパク質のコスモトロピック、ソルトアウト、等張性共溶媒、および浸透圧沈殿の融合です。
超音波強化三相パーティショニング
超音波処理はTPPプロセスを著しく強化します。超音波支援三相分配は、生体分子の分離および精製に成功裏に適用される。広範囲のバイオモエルキュールが、より短時間でより効率的に分離されています。例えば、植物(ブロメライン、パパイン、インベルターゼ、ポリフェノールオキシダーゼおよびトリプシン阻害剤など)、動物(トリプシン、α-キモトリプシン、キモシン、ペプシンおよびルシフェラーゼなど)および微生物(例えば、リパーゼ、α-アミラーゼ、α-ガラクトシダーゼ、セラチペプチダーゼ、シクロデキストリン糖転移酵素、および線維素溶解酵素)からの酵素を超音波TPPを介して精製した。超音波三相分配のさらなる利点は、標的酵素またはタンパク質が有機相と水性相との間の中間層に沈殿するので、見かけの高収率(約100%)をもたらす、様々な酵素の活性の向上である。
超音波三相分割は、粗サンプルで効果的に使用でき、簡単にスケールアップできます。
超音波処理は三相分配を大幅に改善し、大幅に短いプロセス時間でより高い収率と純度をもたらします。
- より高い収量
- 迅速な回復
- 高純度
- 時間の節約
- 安い
- 実行が簡単
- 環境にやさしい
- ラボおよび産業用
超音波三相分配法(US-TPP)の例
アスタキサンチン抽出のための超音波TPP
アスタキサンチン(AX)の抽出のために、TPPとヒールシャー超音波処理装置UP400Sとの超音波処理の併用処理は、簡単に適用できるだけでなく、Paracoccus NBRC 101723の細菌バイオマスからAXを分離するための非常に効率的な技術です。超音波処理の動作変数は、最適な抽出結果を得るために最適化することができます。振幅、時間、温度、抽出容器(サイズ、形状)、およびバイオマスの粒子サイズなどの超音波処理パラメータは、バイオマスからのAXの超音波放出に大きく影響します。湿潤バイオマスの超音波処理は、AXの迅速かつ効率的な抽出のために、乾燥バイオマスの超音波TPPよりも優れた結果をもたらします。超音波TPPは、従来の溶媒抽出よりも37%高いAX回収率をもたらします。(cf. Chougle et al. 2013)
Andrographis paniculataからのアンドログラフォリドの分離のための超音波TPP
アンドログラフォリドは、その高い抗炎症作用、抗酸化作用、肝保護作用、抗発がん作用、抗糖尿病作用で評価されているラブデンジテルペノイドです。比較研究は、超音波TPPがアンドログラホリドの収率を増加させるだけでなく、従来のTPPと比較して抗酸化活性も改善することを示しています。
三相分割用の高性能ソニケーター
ヒールシャー超音波は、抽出のための高出力超音波システムの設計と製造だけでなく、他の多くのプロセスに特化しています。
当社の製品範囲は、小型で強力なラボ用超音波処理器、堅牢なベンチトップホモジナイザー、および産業用高性能超音波システムをカバーしています。マニホールドアクセサリーは、超音波システムをお客様の特定のプロセス要件に理想的に適合させることができます。すべてのヒールシャーソニケーターは、全負荷下での24/7操作用に構築されています。
超音波処理における当社の長年の経験により、超音波による最初のテストから、プロセスの最適化と工業規模での実装のステップを通じて、クライアントに相談することができます。
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超音波ホモジナイザー UP400ST 三相分割の高度化に向けて
文献/参考文献
- Chougle, J.A: et al. (2013): [超音波支援三相分配法(UATPP): Paracoccus NBRC 101723からのアスタキサンチン抽出のために開発された新規技術]CSBE/SCGAB 2013 (英語) – サスカチュワン大学年次会議、サスカトゥーン、2013年7月7-10日。
- Ketnawa, S. et al (2017): [酵素分離のための位相分配:概要と最近の応用]国際食品研究ジャーナル 24(1)、2017年。1-24.
- Varakumar, S. et al. (2017): [酵素支援三相分配法を用いたショウガ(Zingiber officinale)根茎粉末からのオレオレジン抽出の強化]食品化学216、2017。27–36.
- ヤン・J.-K.et al. (2018): [超音波は、Corbicula fluminea多糖類の抽出および分離のための三相分配と相乗効果を発揮し、可能な関連メカニズムも解明された。Ultrasonics Sonochemistry Vol. 40、パートA、2018年。128-134.
知っておく価値のある事実
三相パーティショニング(TPP)
TPPは、極性成分、タンパク質、疎水性成分を水、硫酸アンモニウム、t-ブタノールの3つの相に分配することに基づくバイオセパレーション技術です。
重要な治療用および工業用酵素(α-ガラクトシダーゼ、α-アミラーゼ阻害剤、プロテアーゼなど)や天然化合物(フォルスコリンやアンドログラフォリドなどのジテルペンなど)は、三相分配によって精製されます。一方、色素、脂質、酵素阻害剤は、糖類などの極性成分が蓄積する下部水相から分離された上部溶媒相に蓄積し、中間のタンパク質沈殿層によって蓄積します。から t-ブタノールは、タンパク質-t-ブタノールが共沈する過程で発生するTPP沈殿タンパク質に結合し、有機層と水性層の間に浮遊し、容易に分離および精製することができる。一般に、生体分子は間相で精製された形で回収されますが、汚染物質は主に t-ブタノール(上相)および水相(下相)。
アスタキサンチン
アスタキサンチン(3,3'-ジヒドロキシ-β、β-カロチン4,4'-ジオン)は、テルペンのクラスに属するケトカロテノイドです。テトラテルペノイドとして、イソペンテニル二リン酸とジメチルアリル二リン酸の5つの炭素前駆体から構築されています。アスタキサンチンは黄橙色の植物豚肉であるため、キサントフィルに分類されます。アスタキサンチンは、主に微細藻類、酵母、サケ科、マス、オキアミ、エビ、ザリガニ、甲殻類に含まれています。アスタキサンチンは、非常に強力なフリーラジカルスカベンジャー、皮膚保護剤、抗発がん剤、免疫系の増強剤として、サプリメントや食品、医薬品、化粧品の添加物として使用されています。超音波TPPは、天然源からのアスタキサンチンの抽出および分離プロセスを改善し、その経済的な生産を工業レベルに適用可能にします。
