ალკალოიდის ექსტრაქცია პრობ-ულტრაბგერითი გამოყენებით

ალკალოიდები ბიოაქტიური ნაერთებია, რომელთა ეფექტურად მოპოვება შესაძლებელია მცენარეებიდან ულტრაბგერითი გამოკვლევით. ალკალოიდები ავლენენ ბიოლოგიური ეფექტების ფართო სპექტრს და ამით იყენებენ როგორც ფარმაცევტულ და თერაპიულ საშუალებებს. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის სასურველი ტექნიკა მცენარეული მასალისგან მაღალი ხარისხის ალკალოიდის ექსტრაქტების წარმოებისთვის. ულტრაბგერითი მოპოვება იწვევს ალკალოიდების ძალიან მაღალ მოსავლიანობას, ხოლო მოპოვების დრო მოკლეა და ულტრაბგერითი მოწყობილობა უსაფრთხო და მარტივი გამოსაყენებელია.

მაღალეფექტური ალკალოიდის ექსტრაქცია დენის ულტრაბგერითი გამოყენებით

როგორ უწყობს ხელს ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ალკალოიდების იზოლაციას?
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იყენებს დაბალი სიხშირის ულტრაბგერითი ტალღებს (მაგ. 20-26kHz სიხშირე) და აკუსტიკური კავიტაციის ულტრაბგერითი ეფექტი. მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი ტალღები ქმნიან კავიტაციის ბუშტებს, რომლებიც იშლება, წარმოქმნის ადგილობრივ ენერგეტიკულ წნევას და ტემპერატურულ განსხვავებებს, ასევე ძლიერ ათვლის ძალებს, რომლებიც პერფორირებენ და არღვევენ მცენარის უჯრედის კედლებს და მცენარის ქსოვილს. კავიტაციის შედეგად წარმოქმნილი თხევადი ნაკადი ხელს უწყობს მასის გადატანას უჯრედშიდა მატრიქსსა და მიმდებარე გამხსნელს შორის ისე, რომ ალკალოიდები ეფექტურად გამოიყოფა. ულტრაბგერითი ალკალოიდის მოპოვებისთვის მცენარეული მასალა (მაგ. დაფქული გამხმარი ფოთლები) მოთავსებულია გამხსნელში, რომელიც, როგორც წესი, არის წყლისა და ორგანული გამხსნელის ნარევი, როგორიცაა წყალხსნარი ეთანოლი. აღმოჩნდა, რომ პოლარული გამხსნელები, როგორიცაა მეთანოლი და ეთანოლი, ყველაზე ეფექტურია მაღალი ალკალოიდების მოსავლიანობისთვის. მას შემდეგ, რაც მოკლე ულტრაბგერითი დამუშავება slurry – შედგება მცენარეული მასალისა და გამხსნელისაგან – ალკალოიდები გამოიყოფა მცენარის უჯრედებიდან და იმყოფება გამხსნელში, საიდანაც შესაძლებელია მათი იზოლირება და გაწმენდა (მაგ. როტორ-აორთქლების გამოყენებით).

ულტრაბგერითი ალკალოიდის ექსტრაქციის ძირითადი უპირატესობები

ულტრაბგერითი ექსტრაქცია განიხილება, როგორც უმაღლესი მოპოვების ტექნიკა მცენარეული მასალისგან ალკალოიდების იზოლაციისთვის, რადგან ის გთავაზობთ რამდენიმე უპირატესობას, მათ შორის:

1. გაზრდილი მოპოვების ეფექტურობა: ულტრაბგერითი ექსტრაქციამ შეიძლება გაზარდოს ალკალოიდების მოსავლიანობა 200%-ზე მეტით, ექსტრაქციის ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით.
2. შემცირებული მოპოვების დრო: ულტრაბგერითი ექსტრაქციამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს მოპოვების დრო, რაც იძლევა მცენარეული მასალის დიდი მოცულობის უფრო სწრაფი და ეფექტური დამუშავების საშუალებას.
3. გამხსნელების დაბალი მოხმარება: ულტრაბგერითი ექსტრაქციამ შეიძლება შეამციროს მოპოვებისთვის საჭირო გამხსნელის რაოდენობა, რაც გამოიწვევს გამხსნელების მოხმარების შემცირებას და გარემოზე ზემოქმედების შემცირებას.
4. შერჩევითი მოპოვება: ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას გარკვეული ალკალოიდების შერჩევით ამოსაღებად, შესაფერისი გამხსნელის, პროცესის პარამეტრების და მოპოვების ტემპერატურის არჩევით. არასასურველი ნაერთების მიღმა რჩება, საბოლოო პროდუქტის სისუფთავე უმჯობესდება.
5. მარტივი მასშტაბირება: ულტრაბგერითი მოპოვება შეიძლება ადვილად გაფართოვდეს უფრო დიდი მოცულობის მცენარეული მასალის დასამუშავებლად, რაც მას კომერციული წარმოებისთვის შესაფერისი გახდის. ულტრაბგერითი პროცესების მასშტაბირება შესაძლებელია წრფივად, რაც ხელს უწყობს სამრეწველო მასშტაბის განხორციელებას.

მთლიანობაში, ულტრაბგერითი მოპოვება გვთავაზობს უფრო სწრაფ, უფრო ეფექტურ და ეკოლოგიურად სუფთა მიდგომას მცენარეული მასალისგან ალკალოიდების იზოლირებისთვის.

ულტრაბგერითი ალკალოიდის ექსტრაქცია სოუსოპის ხის ფოთლებიდან

ნოლასკო-გონსალესი და სხვ. (2022) გამოიკვლია ბიოაქტიური ნაერთების ულტრაბგერითი ექსტრაქციის ეფექტურობა და ეფექტურობა, მათ შორის ფენოლური ნაერთები, ალკალოიდები, აცეტოგენინები (ყველა მაღალი ანტიოქსიდანტური ტევადობით) მცენარის სახეობის Annona muricata (სოურსოპის ხე) ფოთლებიდან. ულტრაბგერითი ექსტრაქციისთვის მათ გამოიყენეს ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი UP400S შემდეგ პირობებში: 80% ამპლიტუდა, 0,7 წმ პულსური ციკლი, 4,54 წთ. მთლიანი ხსნადი ფენოლები (TSP) ამოღებულია 0,5 გ გამხმარი ფოთლების ფხვნილისა და 20 მლ აცეტონი: წყალი (80:20 ვ/ვ). ულტრაბგერითი წარმოებული ექსტრაქტი შეიცავდა 178,48 მგ/100 მლ ხსნად ფენოლებს, 20,18 მგ/100 მლ მთლიან ფლავონოიდებს, 27,81 მგ/100 მლ ჰიდროლიზებად პოლიფენოლებს, 167,07 მგ/100 მლ/100 მლ და 300 მლ შედედებულ ალკალს40 მლ. 14.62 მგ/100 მლ მთლიანი აცეტოგენინები. U400S ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი იზოლირებული ექსტრაქტი (იხ. სურათი მარცხნივ) ავლენდა მაღალ ანტიოქსიდანტურ უნარს და ბიოაქტიური ნაერთების უფრო მაღალ შემცველობას ~6-დან ~927-ჯერ, ვიდრე დეკორქცია ან ინფუზია, რაც დამოკიდებულია ნაერთის ტიპზე. ნიმუშებში იდენტიფიცირებული იყო ოცდაოთხი განსხვავებული ფენოლური ნაერთი და ულტრაბგერითი იზოლირებული ექსტრაქტი ყველაზე მაღალ კონცენტრაციას ქმნიდა.
[იხ. ნოლასკო-გონსალესი და სხვ., 2022]

ექსტრაქტების ანტიოქსიდანტური შესაძლებლობები, რომლებიც მიღებულია ულტრაბგერითი დახმარებით ექსტრაქციის (UAE), დეკორქციისა და ინფუზიის ოპტიმალური პირობებით. ულტრაბგერითი ექსტრაქტები მუდმივად აჩვენებს მნიშვნელოვნად მაღალ ანტიოქსიდანტურ შესაძლებლობებს.
(შესწავლა და გრაფიკა: © Nolasco-González et al., 2022)

ფენოლური ნაერთების HPLC ქრომატოგრამა Annona muricata-ს ფოთლების ულტრაბგერითი იზოლირებული ექსტრაქტიდან ულტრაბგერითი აპარატის UP400S გამოყენებით.
(1) შიმიკის მჟავა, (2) გალის მჟავა, (3) პროტოკატეჩუინის მჟავა, (4) ნეოქლოროგენის მჟავა,
(5) 3,4-დიჰიდროქსიფენილ ძმარმჟავა, (6) 4-ჰიდროქსიბენზოინის მჟავა, (7) ქლოროგენის მჟავა, (8) 4-ჰიდროქსიფენილ ძმარმჟავა, (9) ვანილის მჟავა, (10) შპრიცის მჟავა, (11) 3-ჰიდროქსიბენზოინის მჟავა , (12) კოფეინის მჟავა, (13) 4-ჰიდროქსიბენზალდეჰიდი, (14) ჰომოვანილის მჟავა, (15) 3-(4-ჰიდროქსიფენილი), (16) პ-კუმარინის მჟავა, (17) ტრანსფერულის მჟავა, (18) ტრანს-ცინამინის მჟავა, (19) გალოკატექინი, (20) ეპიგალოკატექინი, (21) კატეხინი, (22) ეპიკატექინი, (23) რუტინი, (24) ელაგის მჟავა.
(შესწავლა და გრაფიკა: © Nolasco-González et al., 2022)

ლი და სხვ. (2021) ჰქონდა მსგავსი დადასტურებული შედეგები, რადგან ისინი აცხადებენ 2.3-ჯერ მეტ ალკალოიდს A. muricata-ს ფოთლებიდან ამოღებული ულტრაბგერითი გამოკვლევით (340 W, 56◦C, 30 წთ) სოქსლეტის ექსტრაქციასთან შედარებით (7 სთ, 80◦C).

ინდოლის ალკალოიდის ექსტრაქცია მიმოზას ფესვის ქერქიდან და აიაჰუასკადან ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით

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.
ინდოლის აკალოიდის N,N-დიმეთილტრიპტამინის (DMT) ყველაზე გავრცელებული წყარო jurema ხეში, ის მოდის Mimosa hostilis ფესვებიდან (საყოველთაოდ ცნობილი როგორც jurema preta). Ayahuasca არის სხვა მცენარის სახეობის ტრადიციული სახელი, რომელშიც ბუჩქის Psychotria viridis-ის ფოთლები მდიდარია DMT-ით.
მიმოზას ფესვის ქერქი (ასევე mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; შემოკლებით MHRB) და აიაჰუასკას ფოთლები შეიცავს სხვადასხვა ბიოაქტიურ ნაერთებს, რომლებიც ამჟამად გამოკვლეულია კლინიკურ კვლევებში მათი, როგორც თერაპიული პრეპარატის პოტენციალის შესახებ. მიმოზას ფესვის ქერქი შეიცავს მთრიმლავ ნივთიერებებს, საპონინებს, ტრიპტამინებს, ალკალოიდებს, ლიპიდებს, ფიტოინდოლებს, ქსილოზას, ფიტოსტეროლებს, გლუკოზიდებს, რამნოზას, არაბინოზას, მეთოქსიქალკონებს, ლუპეოლს და კუკულკანინებს. ამ ბიოაქტიური ნაერთების ეფექტურად ამოღება შესაძლებელია ფესვის ქერქიდან ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატების გამოყენებით. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის უმაღლესი ტექნიკა სამიზნე ნივთიერებების იზოლირებისთვის, როგორიცაა ალკალოიდები ბოტანიკური მასალისგან, როგორიცაა მიმოზას ფესვის ქერქი და აიაჰუასკას ფოთლები. Sonication აჯობებს მაღალი მოსავლიანობის მიცემით ძალიან მოკლე მოპოვების დროში. რბილი პროცესის პირობები უზრუნველყოფს ექსტრაქტის მაღალ ხარისხს, რაც ხელს უშლის აქტიური მოლეკულების არასასურველ დეგრადაციას.

Extraction setup for botanical isolation: ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი UP400St, Büchi ვაკუუმის ფილტრი და როტორ-აორთქლება ფიტოქიმიკატების ექსტრაქციისთვის, როგორიცაა ალკალოიდები და ფენოლები.

Hielscher ულტრაბგერითი ეფექტური ალკალოიდის ექსტრაქციისთვის

Hielscher Ultrasonics შეიმუშავებს, აწარმოებს და ავრცელებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ექსტრაქტორებს, რომლებიც გამოიყენება სამეცნიერო კვლევებისთვის, ასევე ფარმაკოლოგიური ხარისხის ექსტრაქტების წარმოებისთვის.

Hielscher Ultrasonicators უმაღლესი მოპოვების ეფექტურობისთვის

ულტრაბგერითი დახმარებით ექსტრაქცია არის მეცნიერულად დადასტურებული ტექნიკა არაჩვეულებრივი მაღალი ეფექტურობით მცენარეებიდან ბიოაქტიური ნაერთების მოპოვებასთან დაკავშირებით. მიუხედავად იმისა, რომ ტრადიციულ მეთოდებს ხშირად დიდი დრო სჭირდება (რამდენიმე საათიდან დღემდე), ულტრაბგერითი ბოტანიკური ექსტრაქცია მხოლოდ რამდენიმე წუთს იღებს.

მაღალი ექსტრაქციის მოსავლიანობა და ექსტრაქტის უმაღლესი ხარისხი Hielscher Ultrasonicators-ით

ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იძლევა მცენარეული მასალისგან ბიოაქტიური ნაერთების სრულ განთავისუფლებას. ულტრაბგერითი კავიტაცია არღვევს უჯრედულ მატრიქსს და ეფექტურად ათავისუფლებს ბიოაქტიურ მოლეკულებს მიმდებარე გამხსნელში. შედარებითი კვლევები აჩვენა, რომ სონიკაცია იძლევა ექსტრაქტის უფრო მაღალ მოსავალს, ვიდრე სხვა ექსტრაქციის ტექნიკა (მაგ. სოქსლეტი, მაცერაცია, დეკორქცია, ინფუზია). ულტრაბგერითი ექსტრაქცია თავსებადია ნებისმიერ გამხსნელთან და ამით საშუალებას იძლევა ასევე გამოიყენოთ ძალიან რბილი გამხსნელი, როგორიცაა წყალი ან წყალხსნარი ეთანოლი. ექსტრაქციის სპეციფიკურ მოთხოვნებთან დაკავშირებით, შესაძლებელია პოლარული და არაპოლარული გამხსნელების არჩევა და გამხსნელებს შორის გადართვა პრობლემას არ წარმოადგენს. პროცესის პარამეტრებზე ზუსტი კონტროლი (მაგ. ამპლიტუდა), რბილი გამხსნელების გამოყენება და ტემპერატურის ზუსტი კონტროლი ხელს უშლის ბიოაქტიური ნაერთების (მაგ. ალკალოიდები, პოლიფენოლები, ფლავონოიდები, კანაბინოიდები და ა.შ.) დეგრადაციას და დაბინძურებას ულტრაბგერითი ექსტრაქციის დროს.

Hielscher Ultrasonicators-ის მრავალმხრივი გამოყენება

მიუხედავად იმისა, რომ მოპოვების ალტერნატიული ტექნიკა (მაგ., ზეკრიტიკული CO2, გამხსნელი ექსტრაქცია, პერკოლაცია და ა.შ.) ხშირად გამოიყენება მხოლოდ კონკრეტული მოლეკულების ექსტრაქციაზე, რაც დამოკიდებულია მოლეკულურ წონაზე, ხსნადობაზე და სითბოს მგრძნობელობაზე, Hielscher-ის მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იძლევა მრავალმხრივ საშუალებას. ნებისმიერი ბოტანიკური ნაერთის მოპოვება. ულტრაბგერითი დახმარებით ექსტრაქცია შეიძლება საიმედოდ იქნას გამოყენებული ფართო სპექტრის ექსტრაქტებისთვის, რომლებიც შეიცავს ბიოაქტიურ ნაერთებს, როგორიცაა პოლიფენოლები, ალკალოიდები, ანტრაქინონები, ფლავონოიდები, გლიკოზიდები, ლიპიდები, პექტინი და პოლისაქარიდები.

შესანიშნავი ენერგოეფექტურობა და გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა

ულტრაბგერითი დახმარებით ექსტრაქციის ენერგიის მოხმარება გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ტრადიციული მეთოდები მცენარეებიდან სამკურნალო ნაერთების მოპოვებისას.

საიმედოობა პროცესის სტანდარტიზაციის გამო Hielscher Ultrasonics-ით

Hielscher ულტრაბგერითი საშუალებას იძლევა ზუსტი კონტროლი ულტრაბგერითი პროცესის ყველა პარამეტრზე, როგორიცაა ამპლიტუდა, ინტენსივობა, ხანგრძლივობა და ტემპერატურა. პროცესის პარამეტრები ადვილად კონტროლდება და მუდმივად კონტროლდება. გარდა ამისა, პროცესის ყველა პარამეტრი ავტომატურად პროტოკოლდება როგორც CSV ფაილი ჩაშენებულ SD ბარათზე. ეს საშუალებას აძლევს ოპერატორს გადახედოს ხმოვანი გაშვებები, მოპოვების პროცესის ოპტიმიზაცია და ამონაწერის თანმიმდევრული ხარისხის უზრუნველყოფა. Hielscher ულტრაბგერითი აპარატები მწარმოებლებს საშუალებას აძლევს აწარმოონ უმაღლესი ხარისხის ბოტანიკური ექსტრაქტები და ხელი შეუწყონ კარგი წარმოების პრაქტიკის (GMP) შესრულებას.

ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს: