ულტრაბგერით გაძლიერებული სამფაზიანი სეპარაცია
- სამფაზიანი სეპარაცია (TPP) არის ტექნიკა ბიოლოგიური მასალიდან კომპონენტების, მაგალითად ლიპიდების, ფერმენტების, პოლისაქარიდებისა და სხვა ბიომოლეკულების გამოსაყოფად, დასაშორებლად და გასასუფთავებლად.
- ულტრაბგერითი დახმარებით სამფაზიანი სეპარაცია აღემატება კონვენციურ სამფაზიან სეპარაციას უფრო მაღალი გამოსავლიანობით, გაუმჯობესებული სიწმინდითა და განსაკუთრებული სისწრაფით.
- ულტრაბგერითი სამფაზიანი სეპარაცია გამოიყენება როგორც მცირე, ისე დიდი მოცულობებისთვის და მისი მარტივად მასშტაბირება შესაძლებელია ინდუსტრიულ წარმოებაში.
ულტრაბგერითი სამფაზიანი სეპარაცია
სამფაზიანი სეპარაცია
სამფაზიანი სეპარაცია (TPP) არის მარტივი და ეფექტური ერთსაფეხურიანი პროცესი ბიომოლეკულების, როგორიცაა ფერმენტები, ლიპიდები, პოლისაქარიდები და ა.შ., რთული ნარევებიდან დასაშორებლად, გასასუფთავებლად და კონცენტრირებისთვის.
TPP ხორციელდება საკმარისი რაოდენობის მარილის (ჩვეულებრივ ამონიუმის სულფატის) და ორგანული გამხსნელის (ძირითადად t-ბუტანოლის/tert-ბუტანოლის) თანმიმდევრული დამატებით. მარილები, როგორიცაა ამონიუმის სულფატი, გამოიყენება გაჯერების გარკვეულ დონეზე ცილის დასალექად. ორგანული გამხსნელი, როგორიცაა t-ბუტანოლი, ემატება სამფაზიანი ფენების შესაქმნელად და დაბალმოლეკულური წონის კომპონენტების, როგორიცაა ლიპიდები, ფენოლები და ზოგიერთი დეტერგენტი, მოსაშორებლად. ვინაიდან t-ბუტანოლს აქვს მაღალი დუღილის ტემპერატურა, მაგრამ ნაკლებად ადვილად აალდება ვიდრე ეთანოლი და მეთანოლი, t-ბუტანოლი არის TPP-ისთვის უპირატესი გამხსნელი.
გაუსუფთავებელი ექსტრაქტის დამუშავებისა და დეკანტაციის შემდეგ, ნარევი იყოფა სამ განსხვავებულ ფაზად: ზედა გამხსნელის (t-ბუტანოლი) ფაზა შეიცავს არაპოლარულ ნაერთებს, რომლებიც ქვედა წყლის ფაზისგან (რომელიც შეიცავს პოლარულ ნაერთებს) გამოყოფილია ფაზათაშორის საზღვარზე არსებული ცილის ნალექით. სასურველი ცილები შერჩევითად ნაწილდება ერთ ფაზაში, ხოლო სხვა მინარევი ცილები – მეორე ფაზაში. ეს იწვევს ცილის ნაწილობრივ გასუფთავებასა და კონცენტრირებას. ექსტრაქციის პროცესი აერთიანებს ცილების კოსმოტროპულ დალექვას, მარილით გამოლექვას, იზოტონური თანაგამხსნელით დალექვასა და ოსმოლიტურ დალექვას.
ულტრაბგერით გაძლიერებული სამფაზიანი სეპარაცია
ულტრაბგერითი დამუშავება მნიშვნელოვნად აძლიერებს TPP პროცესს. ულტრაბგერითი დახმარებით სამფაზიანი სეპარაცია წარმატებით გამოიყენება ბიომოლეკულების დასაშორებლად და გასასუფთავებლად. ბიომოლეკულების ფართო სპექტრი უფრო ეფექტურად და ნაკლებ დროში არის იზოლირებული. მაგალითად, მცენარეული (მაგ. ბრომელაინი, პაპაინი, ინვერტაზა, პოლიფენოლოქსიდაზა და ტრიფსინის ინჰიბიტორები), ცხოველური (მაგ. ტრიფსინი, α-ქიმოტრიფსინი, ქიმოზინი, პეფსინი და ლუციფერაზა) და მიკრობული (მაგ. ლიპაზა, α-ამილაზა, α-გალაქტოზიდაზა, სერატიოპეპტიდაზა, ციკლოდექსტრინ გლიკოზილტრანსფერაზა და ფიბრინოლიტური ფერმენტები) ფერმენტები გასუფთავდა ულტრაბგერითი TPP-ის მეშვეობით. ულტრაბგერითი სამფაზიანი სეპარაციის დამატებითი სარგებელია სხვადასხვა ფერმენტის გაძლიერებული აქტივობა, რაც გამოიხატება აშკარად უფრო მაღალ გამოსავლიანობაში (დაახლოებით 100%-ით), ვინაიდან სამიზნე ფერმენტი ან ცილა ილექება შუა ფენაში ორგანულ და წყლის ფაზებს შორის.
ულტრაბგერითი სამფაზიანი სეპარაცია ეფექტურად შეიძლება გამოიყენებოდეს გაუსუფთავებელი ნიმუშებისთვის და მისი მასშტაბის გაზრდა მარტივად არის შესაძლებელი.
ულტრაბგერითი დამუშავება მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს სამფაზიან სეპარაციას და იძლევა უფრო მაღალ გამოსავლიანობასა და სიწმინდეს მკვეთრად მოკლე პროცესის დროში.
- უფრო მაღალი გამოსავლიანობა
- სწრაფი გამოყოფა
- მაღალი სიწმინდე
- დროის დაზოგვა
- იაფი
- მარტივი გამოსაყენებელი
- ეკოლოგიურად სუფთა
- ლაბორატორიისა და ინდუსტრიისთვის
ულტრაბგერითი სამფაზიანი სეპარაციის (US-TPP) მაგალითები
ულტრაბგერითი TPP ასტაქსანტინის ექსტრაქციისთვის
ასტაქსანტინის (AX) ექსტრაქციისთვის TPP-ისა და Hielscher-ის სონიკატორ UP400S-ით ულტრაბგერითი დამუშავების კომბინაცია არა მხოლოდ მარტივი და ადვილად გამოსაყენებელია, არამედ ძალიან ეფექტური მეთოდიცაა Paracoccus NBRC 101723-ის ბაქტერიული ბიომასიდან AX-ის გამოსაყოფად. ულტრაბგერითი დამუშავების სამუშაო პარამეტრების ოპტიმიზაცია შესაძლებელია ექსტრაქციის ოპტიმალური შედეგების მისაღებად. ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრები, როგორიცაა ამპლიტუდა, დრო, ტემპერატურა და ექსტრაქციის ჭურჭელი (ზომა, ფორმა), ასევე ბიომასის ნაწილაკების ზომა, მნიშვნელოვნად მოქმედებს ბიომასიდან AX-ის ულტრაბგერით გამოყოფაზე. სველი ბიომასის ულტრაბგერითი დამუშავება უკეთეს შედეგებს იძლევა, ვიდრე გამხმარი ბიომასის ულტრაბგერითი TPP AX-ის სწრაფი და ეფექტური ექსტრაქციისთვის. ულტრაბგერითი TPP-ის შემთხვევაში გამოყოფილი AX-ის რაოდენობა 37%-ით მეტია, ვიდრე გამხსნელით ჩვეულებრივი ექსტრაქციისას. (იხ. Chougle et al. 2013)
ულტრაბგერითი TPP ანდროგრაფოლიდის გამოყოფისთვის Andrographis paniculata-დან
ანდროგრაფოლიდი არის ლაბდანის დიტერპენოიდი, რომელიც ფასდება მისი ძლიერი ანთების საწინააღმდეგო, ანტიოქსიდანტური, ჰეპატოპროტექციული, ანტიკანცეროგენული და ანტიდიაბეტური ეფექტების გამო. შედარებითი კვლევები აჩვენებს, რომ ულტრაბგერითი TPP არა მხოლოდ ზრდის ანდროგრაფოლიდის გამოსავლიანობას, არამედ აუმჯობესებს ანტიოქსიდანტურ აქტივობას კონვენციურ TPP-თან შედარებით.
მაღალი წარმადობის სონიკატორები სამფაზიანი სეპარაციისთვის
Hielscher Ultrasonics სპეციალიზებულია ექსტრაქციისა და მრავალი სხვა პროცესისთვის მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი სისტემების დაპროექტებასა და წარმოებაში.
ჩვენი პროდუქციის დიაპაზონი მოიცავს მცირე, მძლავრ ლაბორატორიულ სონიკატორებს, გამძლე მაგიდის ჰომოგენიზატორებს და ინდუსტრიულ მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით სისტემებს. მრავალფეროვანი აქსესუარები საშუალებას იძლევა ულტრაბგერითი სისტემა იდეალურად მოერგოს თქვენი კონკრეტული პროცესის მოთხოვნებს. ყველა Hielscher-ის სონიკატორი შექმნილია 24/7 მუშაობისთვის სრული დატვირთვის პირობებში.
ულტრაბგერითი დამუშავების სფეროში ჩვენი ხანგრძლივი გამოცდილება საშუალებას გვაძლევს, კონსულტაცია გავუწიოთ ჩვენს კლიენტებს ულტრაბგერითი პირველი ტესტირებიდან პროცესის ოპტიმიზაციისა და ინდუსტრიულ მასშტაბზე დანერგვის ეტაპებამდე.
გთხოვთ, გამოიყენოთ ქვემოთ მოცემული ფორმა, რომ გვითხრათ თქვენი პროცესის შესახებ! სიამოვნებით მოგცემთ რეკომენდაციებს და თქვენთან ერთად განვიხილავთ თქვენი ამოცანისთვის ულტრაბგერითი დამუშავების შესაძლებლობებსა და სარგებელს.
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი UP400St სამფაზიანი სეპარაციის გასაძლიერებლად
ლიტერატურა/რეფერენსები
- Chougle, J.A: et al. (2013): ულტრაბგერით ხელშეწყობილი სამფაზიანი დაყოფა (UATPP): ახალი მეთოდი, რომელიც შემუშავდა Paracoccus NBRC 101723-დან ასტაქსანტინის ექსტრაქციისთვის. CSBE/SCGAB 2013 – ყოველწლიური კონფერენცია University of Saskatchewan, Saskatoon, 7-10th July 2013.
- Ketnawa, S. et al (2017): ფაზებს შორის განაწილება ფერმენტების გამოსაყოფად: მიმოხილვა და ბოლოდროინდელი გამოყენების მაგალითები. სურსათის კვლევის საერთაშორისო ჟურნალი 24(1), 2017. 1-24.
- ვარაკუმარი, ს. და სხვ. (2017): ოლეორეზინის გაძლიერებული ექსტრაქცია ჯანჯაფილის (Zingiber officinale) ფესურას ფხვნილიდან ფერმენტის დახმარებით სამფაზიანი სეპარაციის გამოყენებით. სურსათის ქიმია 216, 2017. 27–36.
- იან ჯ.-კ. და სხვ. (2018): ულტრაბგერისა და სამფაზიანი სეპარაციის სინერგიული გამოყენება Corbicula fluminea-ს პოლისაქარიდების ექსტრაქციისა და გამოყოფისთვის და შესაძლო შესაბამისი მექანიზმები. Ultrasonics Sonochemistry ტ. 40, ნაწილი A, 2018. 128-134.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
სამფაზიანი სეპარაცია (TPP)
TPP არის ბიოსეპარაციის ტექნიკა, რომელიც ეფუძნება პოლარული კომპონენტების, ცილების და ჰიდროფობული კომპონენტების სეპარაციას სამ ფაზაში, რომლებიც შედგება წყლის, ამონიუმის სულფატის და t-ბუტანოლისგან.
მრავალი მნიშვნელოვანი თერაპიული და ინდუსტრიული ფერმენტი (მაგ. α-გალაქტოზიდაზა, α-ამილაზის ინჰიბიტორები და პროტეაზა) და ბუნებრივი ნაერთი (მაგ. დიტერპენები, როგორიცაა ფორსკოლინი და ანდროგრაფოლიდი) სუფთავდება სამფაზიანი სეპარაციის მეშვეობით. პიგმენტები, ლიპიდები და ფერმენტების ინჰიბიტორები გროვდება ზედა გამხსნელის ფაზაში, რომელიც ცილის ნალექის შუალედური ფენით გამოყოფილია ქვედა წყლის ფაზისგან, სადაც გროვდება პოლარული კომპონენტები, როგორიცაა საქარიდები. ვინაიდან t-ბუტანოლი უკავშირდება TPP-ით დალექილ ცილებს, რომლებიც ცილისა და t-ბუტანოლის ერთობლივი ნალექის სახით გვხვდება, ეს ნალექი ტივტივებს ორგანულ და წყლის ფენებს შორის და მისი მარტივად გამოყოფა და გასუფთავება შესაძლებელია. ზოგადად, ბიომოლეკულები გასუფთავებული სახით გამოიყოფა ფაზათაშორის საზღვარზე, ხოლო მინარევები ძირითადად ნაწილდება ტერტ-ბუტანოლში (ზედა ფაზა) და წყლის ფაზაში (ქვედა ფაზა).
ასტაქსანთინი
ასტაქსანთინი (3, 3´-დიჰიდროქსი-ß, ß-კაროტინი 4, 4´-დიონი) არის კეტო-კაროტინოიდი, რომელიც ეკუთვნის ტერპენების კლასს. როგორც ტეტრატერპენოიდი, ის აგებულია ხუთნახშირბადიანი წინამორბედებისგან: იზოპენტენილდიფოსფატისა და დიმეთილალილდიფოსფატისგან. ასტაქსანთინი არის ყვითელ-ნარინჯისფერი მცენარეული პიგმენტი და ამიტომ კლასიფიცირდება, როგორც ქსანტოფილი. ასტაქსანთინი ძირითადად გვხვდება მიკროწყალმცენარეებში, საფუარში, ორაგულისებრებში, კალმახში, კრილში, კრევეტებში, მდინარის კიბოებსა და კიბოსნაირებში. როგორც თავისუფალი რადიკალების ძლიერ ეფექტური შემბოჭავი, კანის დამცავი, ანტიკანცეროგენული და იმუნური სისტემის გამაძლიერებელი საშუალება, ასტაქსანთინი გამოიყენება საკვები დანამატის სახით, აგრეთვე დანამატად საკვებ პროდუქტებში, ფარმაცევტიკულ პრეპარატებსა და კოსმეტიკაში. ულტრაბგერითი TPP აუმჯობესებს ბუნებრივი წყაროებიდან ასტაქსანთინის ექსტრაქციისა და გამოყოფის პროცესს და შესაძლებელს ხდის მის ეკონომიკურად ეფექტიან წარმოებას ინდუსტრიულ მასშტაბზე.
UIP1000hdT – 1kW ინდუსტრიული ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი