超音波で強化された三相パーティショニング

• 三相分配（TPP）は、脂質、酵素、多糖類、その他の生体分子などの成分を生物学的物質から抽出、分離、精製する技術である。
• 超音波アシスト三相パーティショニングは、より高い歩留まり、純度の向上、卓越したスピードにより、従来の三相パーティショニングを凌駕します。
• 超音波三相パーティショニングは、少量から大量まで適用可能で、工業生産へのスケールアップも容易です。

超音波三相分割装置

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ある。
TPPは、十分な量の塩（典型的には硫酸アンモニウム）と有機溶媒（主に硫酸アンモニウム）を順次添加することによって行われる。 t-ブタノールテルト-ブタノール）。硫酸アンモニウムのような塩は、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る。のような有機溶媒を使用する。 t-ブタノールを添加して三相層を形成し、脂質、フェノール類、一部の洗浄剤などの低分子化合物を除去する。このため t-ブタノールは沸点が高いが、エタノールやメタノールより引火性は低い、 t-ブタノールはTPPに適した溶媒である。
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する。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層の水相（極性化合物を含む）から分離される。目的のタンパク質は一方の相に、その他の汚染タンパク質は他方の相に選択的に分配される。これにより、タンパク質の部分精製と濃縮が行われる。この抽出プロセスは、タンパク質のコスモトロピック、塩析、等張共溶媒、浸透圧沈殿の融合である。

超音波で強化された三相パーティショニング

超音波はTPPプロセスを著しく強化する。超音波支援三相分離は、生体分子の分離と精製にうまく応用されている。様々な生体分子がより短時間で効率的に分離されている。例えば、植物由来の酵素（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、トリプシンインヒビターなど）、動物由来の酵素（トリプシン、α-キモトリプシン、キモシン、ペプシン、ルシフェラーゼなど）、微生物由来の酵素（リパーゼ、α-キモトリプシン、ペプシン、ルシフェラーゼなど）などである。リパーゼ、α-アミラーゼ、α-ガラクトシダーゼ、セラチオペプチダーゼ、シクロデキストリン糖転移酵素、線溶酵素など）を超音波TPPで精製した。超音波三相分離のさらなる利点は、様々な酵素の活性が向上することであり、その結果、目的とする酵素またはタンパク質が有機相と水相の間の中間層に沈殿するため、収率が明らかに高くなる（約100％）。
超音波三相パーティショニングは、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る。

超音波三相分割（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）の抽出において、TPPとHielscher社製ソニケーターUP400Sを用いた超音波処理の組み合わせは、シンプルで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を単離する非常に効率的な技術である。最適な抽出結果を得るために、超音波処理の操作変数を最適化することができる。バイオマスの粒径だけでなく、振幅、時間、温度、抽出容器（サイズ、形状）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する。AXを迅速かつ効率的に抽出するためには、乾燥バイオマスの超音波TPPよりも、湿ったバイオマスの超音波処理の方が良い結果が得られた。超音波TPPは、従来の溶媒抽出よりもAX回収率が37%高い。(Chougle et al.）

超音波TPPによるアンドログラフィス・パニキュラータからのアンドログラフォリドの分離

アンドログラフォリドはラブダンジテルペノイドの一種で、高い抗炎症作用、抗酸化作用、肝保護作用、抗発癌作用、抗糖尿病作用が評価されている。比較研究によると、超音波TPPは従来のTPPに比べ、アンドログラフォリドの収量を増加させただけでなく、抗酸化活性も向上させた。

三相分割用高性能ソニケーター

Hielscher Ultrasonics社は、抽出や他の多くのプロセス用の高出力超音波システムの設計と製造に特化しています。
当社の製品レンジは、小型でパワフルなラボ用ソニケーター、堅牢な卓上型ホモジナイザー、工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を使用することで、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。全てのHielscher社製ソニケーターは、24時間365日フル稼働が可能です。
超音波処理における長年の経験により、超音波を使った最初のテストから、プロセスの最適化、工業規模での実施に至るまで、お客様のご相談に応じることができます。
以下のフォームを使用して、お客様のプロセスについてお聞かせください！お客様のアプリケーションにおける超音波処理の機会と利点について、喜んでご相談させていただきます。

文献／参考文献

• Chougle、J.A：ら（2013）：超音波アシスト三相分配法（UATPP）：Paracoccus NBRC 101723からアスタキサンチンを抽出するために開発された新規技術。csbe/scgab 2013 – 年次大会 サスカチュワン大学、サスカトゥーン、2013年7月7-10日。
• Ketnawa, S. et al (2017)：酵素分離のための相分離：概要と最近の応用例。International Food Research Journal 24(1), 2017.1-24.
• Varakumar, S. et al：酵素支援三相分配を用いたショウガ（Zingiber officinale）根茎粉末からのオレオレジンの抽出強化。Food Chemistry 216, 2017.27-36.
• Yan J.-K.ら（2018）：Corbicula fluminea polysaccharides の抽出および分離のための三相分配と相乗した超音波および関連する可能性のあるメカニズム。Ultrasonics Sonochemistry Vol.40, Part A, 2018.128-134.