არტემიზინინის მაღალეფექტური ექსტრაქცია ულტრაბგერითი დამუშავებით
არტემიზინინის ეფექტურად ექსტრაქცია შესაძლებელია მაღალეფექტური ულტრაბგერითი დამუშავებით. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იძლევა არტემიზინინის ძალიან მაღალ გამოსავლიანობას მსუბუქი გამხსნელების გამოყენებით. ულტრაბგერის გამოყენებით ექსტრაქციის პროცესი მკვეთრად ჩქარდება. ულტრაბგერით ექსტრაქტორებში დამუშავების პირობები ზუსტად კონტროლირებადია, რაც საშუალებას იძლევა თავიდან იქნას აცილებული სითბოსადმი მგრძნობიარე ბიომოლეკულის, არტემიზინინის, დეგრადაცია.
არტემიზინინის ექსტრაქცია
არტემიზინინი არის ბიოაქტიური მოლეკულა, რომელიც გვხვდება მცენარე Artemisia annua-ს ტრიქომების ჯირკვლებში. იგი გამოიყენება მალარიის საწინააღმდეგო მედიკამენტად და დიდი პოტენციალი აქვს რამდენიმე სხვა დაავადების, მათ შორის კიბოსა და SARS-CoV-2-ის, სამკურნალოდ. ტრადიციული ექსტრაქციის მეთოდი გულისხმობს ტოქსიკური გამხსნელების გამოყენებას და ძვირადღირებული, არაოპტიმალური პროცესია. არტემიზინინის ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის ეკოლოგიურად და ეკონომიკურად ხელსაყრელ პირობებში საჭიროა ეფექტური და ეკოლოგიურად უსაფრთხო ექსტრაქციის მეთოდი. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ფართოდ დამკვიდრებული მეთოდია, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია წყალთან ან ეთანოლთან, როგორც არატოქსიკურ გამხსნელებთან, ერთად. უკვე დადასტურებულია, რომ ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იძლევა არტემიზინინის მაღალ გამოსავლიანობას, ამიტომ არტემიზინინის წარმოების მოცულობის სწრაფად გაზრდა შესაძლებელია. სამრეწველო მასშტაბით პერიოდული და ნაკადში დამუშავებისთვის განკუთვნილი ულტრაბგერითი ექსტრაქციის აპარატურა ადვილად ხელმისაწვდომია.
ულტრაბგერითი ექსტრაქტორი UIP2000hdT არტემიზინინის ინდუსტრიული პარტიული ექსტრაქციისთვის Artemisia annua-ს ფოთლებიდან.
არტემიზინინის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია Artemisia annua-დან
ექსტრაქციისთვის მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის გამოყენება სხვა ექსტრაქციის მეთოდებს აღემატება რამდენიმე ძირითადი მაჩვენებლით, მათ შორის გამოსავლიანობით, ექსტრაქციის დროით, ეკოლოგიურობითა და ეკონომიკური ეფექტურობით.
ტრადიციული არტემიზინინის ექსტრაქციის ნაკლოვანებები
არტემიზინინის ექსტრაქციის ტრადიციული მეთოდები დიდ დროს მოითხოვს, გამოყენებული მაღალი ტემპერატურების გამო შეიძლება დააზიანოს ბიოაქტიური მოლეკულა არტემიზინინი და მაღალ ტემპერატურებზე ორგანული გამხსნელების გამოყენების გამო მნიშვნელოვან ზემოქმედებას ახდენს გარემოზე. გარდა ამისა, შემდგომ ეტაპზე საჭიროა ინტენსიური გაწმენდა დაუმუშავებელი ექსტრაქტიდან მინარევების მოსაშორებლად.
ულტრაბგერითი არტემიზინინის ექსტრაქციის უპირატესობები
ექსტრაქციისთვის მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის გამოყენებას რამდენიმე დადებითი ეფექტი აქვს, რომლებიც აძლიერებს ექსტრაქციის პროცესს: მაღალეფექტური ულტრაბგერა ქმნის აკუსტიკურ კავიტაციას. აკუსტიკური კავიტაცია ხელს უწყობს მცენარეული მასალიდან ექსტრაქციას უჯრედების რღვევის გზით, რის შედეგადაც მათში მოქცეული ბიომოლეკულები მცენარის უჯრედული მატრიციდან თავისუფლდება. გარდა ამისა, კავიტაციის ძალები აძლიერებს მასაგადატანას და ბიომოლეკულები, როგორიცაა არტემიზინინი, ეფექტურად გადააქვს გარემომცველ გამხსნელში. ულტრაბგერითი ექსტრაქციის მოქმედების პრინციპი კავიტაციის წმინდად მექანიკურ ძალებს ეფუძნება. ეს ნიშნავს, რომ ულტრაბგერითი დამუშავება არათერმული, არაქიმიური ექსტრაქციის მეთოდია. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია განსაკუთრებით ხელსაყრელია თავისი არათერმული ბუნების გამო, რადგან არტემიზინინი თერმულად მგრძნობიარე ნაერთია და უფრო მაღალი ტემპერატურები (მაგ., 70°C) მის დაშლას იწვევს. შესაბამისად, არტემიზინინის მისაღებად Artemisia annua L.-ის ცხელ წყალში მოხარშვა არ გამოდგება.
- უფრო მაღალი გამოსავლიანობა
- უმაღლესი ხარისხი
- სწრაფი ექსტრაქცია
- აირჩიეთ თქვენთვის სასურველი გამხსნელი
- არ არის თერმული დეგრადაცია
- მუშაობს ახალ და გამხმარ ფოთლებთან
- ზუსტად კონტროლირებადი პირობები
- ეკონომიკურად ეფექტური
მწვანე გამხსნელები ულტრაბგერითი არტემიზინინის ექსტრაქციისთვის
არტემიზინინის წარმოებისთვის გამოყენებული ტრადიციული ექსტრაქციის გამხსნელებია ჰექსანი, პეტროლეინის ეთერი ან დიქლორმეთანი. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია თავსებადია ნებისმიერ გამხსნელთან, მათ შორის მსუბუქ, ეკოლოგიურად უსაფრთხო გამხსნელებთან, როგორიცაა ეთანოლი ან წყალი. არტემიზინინის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ეთანოლით ისეთივე ეფექტურია, როგორც აგრესიული გამხსნელებით. ვინაიდან არტემიზინინი წყალში ცუდად იხსნება, ციკლოდექსტრინების გამოყენება შესაძლებელია ცივი წყლით მისი ულტრაბგერითი ექსტრაქციის გასაუმჯობესებლად.
რა ხდის ულტრაბგერით არტემიზინინის ექსტრაქციას ასე ეფექტურს?
ულტრაბგერით ხელშეწყობილი ექსტრაქციის უპირატესობების გასაგებად აუცილებელია მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის მოქმედების პრინციპის გაგება. მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერით ექსტრაქციის გაძლიერების მექანიზმი ძირითადად აკუსტიკური კავიტაციის ფენომენს უკავშირდება. ულტრაბგერითი კავიტაცია იწვევს მცენარეული ბიომასის ნაწილაკების (მაგალითად, Artemisia annua L.-ის ფოთლების) ერთმანეთთან შეჯახებას, რის შედეგადაც ნაწილაკები ფრაგმენტირდება და მათი ზომა მცირდება. როდესაც კავიტაციური ბუშტები მცენარეული მყარი ნაწილაკების ზედაპირზე კოლაფსირებს, ეროზია და სონოპორაცია კიდევ უფრო ზრდის ნაწილაკების ზედაპირის ფართობს. ამგვარად გაძლიერებული მასაგადატანა ხელს უწყობს ისეთი მოლეკულების გამოყოფას, როგორიცაა ცილები, ლიპიდები, შაქრები, ვიტამინები, ანტიოქსიდანტები, ფიტოქიმიური ნაერთები (მაგ., არტემიზინინი) და საკვები ბოჭკოები. ულტრაბგერით წარმოქმნილი ძვრის ძალები აუმჯობესებს გამხსნელის შეღწევას მცენარეული მასალის უჯრედულ მატრიცაში და უჯრედის მემბრანების გამტარობას. მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის ეს მექანიზმები განაპირობებს პროცესის მნიშვნელოვან გაძლიერებას მცენარეული მასალიდან ექსტრაქციისთვის ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენებისას.
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ტალღები არღვევს ბოტანიკური მასალის უჯრედულ სტრუქტურას, გამოყოფს ბიოაქტიურ ნაერთებს და ხელს უწყობს მასათა გადაცემას მცენარეულ მასალასა და გამხსნელს (მაგ., ეთანოლი) შორის.
ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატი UP400St (400 ვატი) არტემიზინინის პარტიული ექსტრაქციისთვის.
ულტრაბგერითი არტემიზინინის ექსტრაქციის კვლევით დადასტურებული შედეგები
Artemisia annua ფოთლებიდან ულტრაბგერითი არტემიზინინის ექსტრაქციის ეფექტურობისა და პრაქტიკული გამოყენებადობის შესასწავლად ჩატარდა რამდენიმე სამეცნიერო კვლევა.
Briars-მა და Paniwnyk-მა აჩვენეს, რომ „დაბალ ტემპერატურაზე ულტრაბგერა ზრდის A. annua-დან ექსტრაქციით მიღებული არტემიზინინის გამოსავლიანობას დაახლოებით 58%-ით და ექსტრაქტები უფრო სუფთა ჩანს, ვიდრე ჩვეულებრივი დალბობისას მიღებული ექსტრაქტები; ამიტომ ექსტრაქციის დროს ულტრაბგერის გამოყენება არტემიზინინზე დაფუძნებული უფრო იაფი სამკურნალო საშუალებების წარმოების შესაძლებლობას იძლევა.“ (Briars and Paniwnyk, 2013)
Zhang-მა და თანაავტორებმა (2017) შეისწავლეს არტემიზინინის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია პროპილენგლიკოლის მეთილის ეთერის (PGME) გამხსნელად გამოყენებით. ულტრაბგერით მიღებული არტემიზინინის ექსტრაქტი გააანალიზეს ულტრამაღალი ეფექტურობის სითხური ქრომატოგრაფიით (UPLC). ანალიზის შედეგებმა გამოკვეთა ექსტრაქტის ხარისხი. პროცესის კარგი განმეორებადობისა და ექსტრაქციით მიღებული არტემიზინინის სტაბილურობის გამო, ულტრაბგერით ხელშეწყობილ ექსტრაქციას ეკოლოგიურად უსაფრთხო და ეფექტური მონოეთერის, პროპილენგლიკოლის მეთილის ეთერის (PGME), გამხსნელად გამოყენებით დიდი პერსპექტივა აქვს მცენარეული მასალიდან ბიოაქტიური მოლეკულების ექსტრაქციისა და გამოყოფისთვის. პროპილენგლიკოლის მეთილის ეთერის (PGME) გამხსნელად გამოყენებით ულტრაბგერითმა ექსტრაქციამ უზრუნველყო ექსტრაქციის მაღალი საერთო ეფექტურობა და არტემიზინინის მაღალი გამოსავლიანობა. (იხ. Zhang et al., 2017)
სხვა კვლევაში, Zhang et al. (2020) წარმოადგენენ არტემიზინინის ულტრაბგერით ექსტრაქციას ჰიდროქსიპროპილ-β-ციკლოდექსტრინის გამოყენებით. ციკლოდექსტრინის დამატება აუმჯობესებს წყალში ცუდად ხსნადი ნაერთის, არტემიზინინის, გამოყოფას და საშუალებას იძლევა წყალი გამოიყენოს გამხსნელად კარგი ექსტრაქციის გამოსავლიანობით. ციკლოდექსტრინთან კომბინაციაში ულტრაბგერითმა ექსტრაქციამ არტემიზინინის რაოდენობა გაზარდა 8,66 მგ/გ-მდე, რაც მნიშვნელოვნად მეტია წყალში მიღებული შესაბამისი 1,70 მგ/გ რაოდენობაზე.
მაღალი ეფექტურობის ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები არტემიზინინის წარმოებისთვის
Hielscher Ultrasonics-ის მაღალი ეფექტურობის ულტრაბგერითი ექსტრაქციის სისტემები მსოფლიოს მასშტაბით გამოიყენება R&D, მცირე, საშუალო და სრულად კომერციული წარმოების დონეებზე სხვადასხვა ინდუსტრიებში, როგორიცაა საკვები, დიეტური დამატებები და ფარმაცევტული წარმოება. მაღალი ეფექტურობის ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები ააქტიურებენ ექსტრაქციის პროცესს და ზრდიან გამოსავლიანობას, რითაც უზრუნველყოფენ მაღალი ხარისხის ექსტრაქტების წარმოების ჯამური ეფექტურობის გაუმჯობესებას. Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ ექსტრაქციის აღჭურვილობას ნებისმიერი მოცულობის / პროცესის სიმძლავრისთვის. 25 წელზე მეტი ხნის გამოცდილებით ბოტანიკურ ექსტრაქციაში, Hielscher Ultrasonics არის თქვენი სანდო პარტნიორი Artemisia annua-დან მაღალი ეფექტურობის ულტრაბგერითი ექსტრაქციისთვის!
მაღალი წარმადობის, თანამედროვე ულტრაბგერითი აპარატები
Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატების სმარტ ფუნქციები შექმნილია საიმედო ექსპლუატაციის, გამეორებადი შედეგებისა და მოხმარების სიმარტივის უზრუნველსაყოფად. სამუშაო პარამეტრებზე წვდომა და მათი რეგულირება მარტივად ხდება ინტუიციური მენიუს მეშვეობით, რომელიც ხელმისაწვდომია ციფრული ფერადი სენსორული ეკრანითა და ბრაუზერიდან დისტანციური მართვის საშუალებით. შესაბამისად, დამუშავების ყველა პირობა, როგორიცაა წმინდა ენერგია, ჯამური ენერგია, ამპლიტუდა, დრო, წნევა და ტემპერატურა, ავტომატურად იწერება ჩაშენებულ SD-ბარათზე. ეს საშუალებას გაძლევთ გადახედოთ და შეადაროთ წინა ულტრაბგერითი დამუშავების ციკლები და ოპტიმიზაცია გაუკეთოთ არტემიზინინის ექსტრაქციის პროცესს უმაღლესი ეფექტურობისთვის.
Hielscher Ultrasonics-ის სისტემები მსოფლიოს მასშტაბით გამოიყენება მაღალი ხარისხის ბოტანიკური ექსტრაქტების წარმოებისთვის. Hielscher-ის სამრეწველო ულტრაბგერითი აპარატები მარტივად მუშაობენ მაღალ ამპლიტუდებზე უწყვეტ რეჟიმში (24/7/365). 200µm-მდე ამპლიტუდების უწყვეტად მიღება მარტივად არის შესაძლებელი სტანდარტული სონოტროდებით (ულტრაბგერითი ზონდები / რქები). უფრო მაღალი ამპლიტუდებისთვის ხელმისაწვდომია ინდივიდუალურად შექმნილი ულტრაბგერითი სონოტროდები. მათი გამძლეობისა და ტექნიკური მომსახურების მცირე საჭიროების გამო, ჩვენი ულტრაბგერითი ექსტრაქციის სისტემები ხშირად მონტაჟდება მძიმე სამუშაოებისა და მკაცრი საექსპლუატაციო პირობებისთვის.
დაგვიკავშირდით ახლავე, რომ მეტი გაიგოთ მცენარე Artemisia annua-დან არტემიზინინის ულტრაბგერითი ექსტრაქციის შესახებ. ჩვენ სიამოვნებით გამოგიგზავნით ინფორმაციას ჩვენი ულტრაბგერითი ექსტრაქციის სისტემებისა და ფასების შესახებ! ჩვენი გამოცდილი პერსონალი სიამოვნებით განიხილავს თქვენთან თქვენი გამოყენების სფეროსა და დამუშავების მოთხოვნებს!
ქვემოთ მოცემული ცხრილი გაძლევთ წარმოდგენას ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების დამუშავების მიახლოებითი წარმადობის შესახებ:
| პარტიის მოცულობა | მოცულობითი ხარჯი | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500mL-მდე | 10-დან 200mL/min-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000mL-მდე | 20-დან 400mL/min-მდე | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-დან 20L-მდე | 0,2-დან 4L/min-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100L-მდე | 2-დან 10L/min-მდე | UIP4000hdT |
| n.a. | 10-დან 100L/min-მდე | UIP16000 |
| n.a. | უფრო დიდი | ჯგუფი UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით შეკითხვა!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს შერევის აპლიკაციებისთვის, დისპერსიისთვის, ემულსიფიკაციისთვის და ექსტრაქციისთვის ლაბორატორიულ, საცდელ და სამრეწველო მასშტაბებზე.
ლიტერატურა / რეფერენსები
- Zhang, Yongqiang; Prawang, Phongphat; Li, Chunshan; Meng, Xiangzhan; Zhao, Yu; Wang, Hui; Zhang, Suojiang (2017): Ultrasonic Assisted Extraction of Artemisinin from Artemisia Annua L. Using Monoether based Solvents. Green Chemistry 2017.
- Zhang, Yongqiang; Cao, Yingying; Meng, Xiangzhag; Prawang, Phonphat; Wang, Hui (2020): Extraction of Artemisinin with Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin Aqueous Solution for Fabrication of Drinkable Extract. Green Chemical Engineering 2020.
- Rhianna Briars; Larysa Paniwnyk (2012): Examining the extraction of artemisinin from artemisia annua using ultrasound. AIP Conference Proceedings 1433, 581.
- Rhianna Briars, Larysa Paniwnyk (2013): Effect of ultrasound on the extraction of artemisinin from Artemisia annua. Industrial Crops and Products, Volume 42, 2013. 595-600.
რა არის არტემიზინინი და რისთვის გამოიყენება ის?
არტემიზინინი არის ნაერთი, რომელიც მიიღება მცენარე Artemisia annua-დან, რომელიც ცნობილია როგორც ერთწლოვანი ავშანი. ის ძირითადად ცნობილია თავისი ანტიმალარიული თვისებებით და გამოიყენება მალარიის მკურნალობაში. არტემიზინინი და მისი წარმოებულები მაღალეფექტურია მალარიის გამომწვევის წამალმედეგი შტამების წინააღმდეგ, რაც მათ გადამწყვეტ მნიშვნელობას ანიჭებს ამ დაავადებასთან ბრძოლაში.
სამრეწველო გამოყენების თვალსაზრისით, არტემიზინინი საინტერესოა მედიცინის ფარგლებს გარეთ სხვადასხვა პოტენციური გამოყენებისთვის. მან პერსპექტივა აჩვენა სხვადასხვა სფეროში, როგორიცაა სოფლის მეურნეობა, სადაც ის შეიძლება მოქმედებდეს როგორც ბუნებრივი ჰერბიციდი და პესტიციდი. გარდა ამისა, მიმდინარეობს კვლევები კიბოს მკურნალობაში მისი პოტენციური გამოყენების შესასწავლად. გამოყენების ეს შესაძლებლობები მეცნიერულად შეისწავლება და საცდელ მასშტაბზე გამოიცდება სხვადასხვა სამრეწველო სფეროში დასანერგად.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული დან სამრეწველო მასშტაბამდე.