초음파 처리를 통한 고효율 Artemisinin 추출
아르테미시닌은 고성능 초음파 처리를 사용하여 효율적으로 추출할 수 있습니다. 초음파 추출은 순한 용매를 사용하여 매우 높은 수율의 아르테미시닌을 제공합니다. 초음파를 적용하는 추출 과정이 급격히 가속화됩니다. 초음파 추출기의 처리 조건을 정밀하게 제어할 수 있어 열에 민감한 생체 분자 아르테미시닌의 분해를 방지할 수 있습니다.
아르테미시닌 추출
아르테미시닌은 쑥 식물의 트리코메 땀샘 내에 존재하는 생체 활성 분자로, 항말라리아 약물로 사용되며 암 및 SARS-CoV-2를 포함한 여러 다른 질병의 치료를 위한 약물로서 높은 잠재력을 보여줍니다. 전통적인 추출 방법은 독성 용매를 사용하며 비용이 많이 들고 차선의 공정입니다. 환경적으로나 경제적으로 유리한 조건에서 아르테미시닌을 대규모로 생산하기 위해서는 효율적이고 친환경적인 추출 기술이 필요합니다. 초음파 추출은 무독성 용매로 물 또는 에탄올과 함께 사용할 수 있는 널리 확립된 추출 방법입니다. 초음파 추출은 이미 높은 아르테미시닌 수율을 높이는 것으로 입증되었으므로 아르테미시닌 생산을 대량으로 빠르게 확장할 수 있습니다. 산업 수준의 배치 및 인라인 처리를 위한 초음파 추출 장비는 쉽게 사용할 수 있습니다.
초음파 추출기 UIP2000hdT Artemisia annua 잎에서 artemisinin의 산업용 배치 추출용.
Artemisia annua에서 Artemisinin의 초음파 추출
추출을 위해 전력 초음파를 사용하면 수율, 추출 시간, 환경 친화성 및 비용 효율성을 포함한 다양한 주요 요소에서 다른 추출 방법을 능가합니다.
전통적인 아르테미시닌 추출의 단점
아르테미시닌에 대한 전통적인 추출 방법은 시간이 많이 걸리고, 고온에 가해진 고온으로 인해 생체 활성 분자인 아르테미시닌을 손상시킬 수 있으며, 고온에서 사용되는 유기 용매로 인해 환경에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 다운스트림 공정에서는 원유 추출물에서 불순물을 제거하기 위해 광범위한 정제가 필요합니다.
초음파 아르테미시닌 추출의 장점
추출을 위해 파워 초음파를 적용하면 추출 과정을 강화하는 몇 가지 긍정적 인 효과가 있습니다 : 고성능 초음파는 음향 캐비테이션을 생성합니다. 이 음향 캐비테이션은 세포 파괴에 의한 식물 추출을 촉진하여 갇힌 생체 분자가 식물의 세포 기질에서 방출되도록 합니다. 또한 캐비테이션력은 아르테미시닌과 같은 생체 분자를 주변 용매로 효율적으로 운반하는 질량 전달을 강화합니다. 초음파 추출의 작동 원리는 캐비테이션의 순전히 기계적 힘에 기여할 수 있습니다. 이것은 초음파 처리가 비열적, 비화학적 추출 기술임을 의미합니다. 아르테미시닌은 열에 민감한 화합물이기 때문에 비열 추출 기술이기 때문에 초음파 추출이 특히 유리합니다. 이는 더 높은 온도(예: 70°C)가 분해를 유발한다는 것을 의미합니다. 결과적으로, Artemisia annua L.은 아르테미시닌을 얻기 위해 뜨거운 물에 끓일 수 없었습니다.
- 더 높은 수율
- 우수한 품질
- 신속한 추출
- 선호하는 용매를 선택하십시오
- 열 분해 없음
- 신선한 잎과 건조한 잎에 작용합니다.
- 정밀하게 제어 가능한 조건
- 비용 효율적
초음파 아르테미시닌 추출을 위한 녹색 용매
아르테미시닌 생산에 사용되는 고전적인 추출 용매에는 헥산, 석유 에테르 또는 디클로로메탄이 포함됩니다. 초음파 기반 추출은 에탄올 또는 물과 같은 순한 녹색 용매를 포함한 모든 용매와 호환됩니다. 에탄올을 사용한 아르테미시닌의 초음파 추출은 가혹한 용매와 비교할 때 똑같이 효율적입니다. 아르테미시닌은 수용성이 낮기 때문에 사이클로덱스트린을 사용하여 아르테미시닌의 초음파 냉수 추출을 개선할 수 있습니다.
초음파 아르테미시닌 추출이 효율적인 이유는 무엇입니까?
초음파 보조 추출의 장점을 이해하려면 전력 초음파의 작동 원리를 이해해야 합니다. 파워 초음파의 추출 강화 메커니즘은 주로 음향 캐비테이션 현상에 기인합니다. 초음파 캐비테이션은 식물 바이오매스(예: Artemisia annua L. 잎)의 입자 간에 충돌을 일으켜 입자 간 분별 및 입자 크기 감소를 초래합니다. 캐비테이션 기포가 식물성 고체의 표면에서 붕괴되면 침식과 초음파 작용으로 입자 표면이 더욱 확대됩니다. 따라서 강화된 질량 전달은 단백질, 지질, 당, 비타민, 항산화제, 식물 화학 물질(예: 아르테미시닌) 및 식이 섬유와 같은 분자의 방출을 촉진합니다. 초음파로 생성된 전단력은 식물 물질의 세포 기질로의 용매의 침투를 개선하고 세포막의 투과성을 각각 향상시킵니다. 이러한 힘 초음파의 메커니즘은 초음파가 식물 추출에 적용될 때 달성되는 중요한 공정 강화를 담당합니다.
파워 초음파는 식물의 세포 구조를 파괴하고 생체 활성 화합물을 방출하며 식물 재료와 용매(예: 에탄올) 사이의 질량 전달을 촉진합니다.
초음파 발생기 UP400St (400 와트) 아르테미시닌의 배치 추출용.
초음파 아르테미시닌 추출의 연구로 입증된 결과
Artemisia annua 잎에서 초음파 아르테미시닌 추출의 효율성과 실용성을 조사하기 위해 여러 과학적 연구가 수행되었습니다.
Briars와 Paniwnyk는 "저온에서 초음파가 A. annua에서 추출한 아르테미시닌의 수율을 약 58% 증가시키고 추출물이 기존의 침지와 비교할 때 더 순수하게 보인다"는 것을 보여주었습니다. 따라서 추출 중 초음파를 사용하면 더 저렴한 비용으로 아르테미시닌 기반 치료법을 생산할 수 있는 잠재력이 있습니다." (Briars 및 Paniwnyk, 2013)
Zhang et al. (2017)은 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(PGME)를 용매로 사용하여 초음파 아르테미시닌 추출을 조사했습니다. 초음파로 생성된 아르테미시닌 추출물은 초고성능 액체 크로마토그래피(UPLC)를 사용하여 분석했습니다. 분석 결과는 추출물의 품질을 강조했습니다. 추출된 아르테미시닌의 우수한 공정 반복성과 안정성으로 인해 녹색의 효율적인 모노에테르 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(PGME)를 용매로 사용하는 초음파 보조 추출은 식물에서 생체 활성 분자의 추출 및 분리에 큰 전망을 보여줍니다. 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(PGME)를 용매로 사용하는 초음파 추출은 전반적인 추출 효율이 높고 아르테미시닌 수율이 높았습니다. (참조: Zhang et al., 2017)
또 다른 연구에서 Zhang et al. (2020)은 하이드록시프로필-β-사이클로덱스트린을 사용하여 아르테미시닌의 초음파 추출을 제시합니다. 사이클로덱스트린을 첨가하면 수용성이 낮은 화합물인 아르테미시닌의 방출이 개선되고 추출 수율이 좋은 용매로 물을 사용할 수 있습니다. 사이클로덱스트린과 함께 초음파 추출은 아르테미시닌 양을 8.66mg/g으로 증가시켰으며, 이는 물에서 얻은 1.70mg/g의 해당 양보다 훨씬 더 많습니다.
아르테미시닌 생산을 위한 고성능 초음파 추출기
Hielscher 초음파의 고성능 초음파 추출 시스템은 R에서 전 세계적으로 사용됩니다.&D, 식품,식이 보충제 및 제약 생산과 같은 다양한 산업 분야에서 소규모, 중형 및 완전 상업 생산 수준. 고성능 초음파 추출기는 추출 공정을 강화하고 수율을 증가시켜 고품질 추출물 생산의 전반적인 효율성을 향상시킵니다. Hielscher 초음파는 모든 부피 / 공정 용량에 대한 추출 장비를 제공합니다. 25 년 이상 식물 추출 경험을 가진 Hielscher 초음파는 Artemisia annua의 고성능 초음파 추출을위한 신뢰할 수있는 파트너입니다!
고성능, 최첨단 초음파 발생기
Hielscher 초음파의 스마트 기능은 안정적인 작동, 재현 가능한 결과 및 사용자 친화성을 보장하도록 설계되었습니다. 작동 설정은 직관적인 메뉴를 통해 쉽게 액세스하고 다이얼을 돌릴 수 있으며, 디지털 컬러 터치 디스플레이 및 브라우저 원격 제어를 통해 액세스할 수 있습니다. 따라서 순 에너지, 총 에너지, 진폭, 시간, 압력 및 온도와 같은 모든 처리 조건이 내장 SD 카드에 자동으로 기록됩니다. 이를 통해 이전의 초음파 처리 실행을 수정 및 비교하고 아르테미시닌 추출 공정을 최고의 효율로 최적화 할 수 있습니다.
Hielscher 초음파 시스템은 고품질 식물 추출물 제조를 위해 전 세계적으로 사용됩니다. Hielscher 산업용 초음파는 연속 작동 (24/7/365)에서 높은 진폭을 쉽게 실행할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 표준 소노트로드(초음파 프로브/혼)를 사용하여 쉽게 연속적으로 생성할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 맞춤형 초음파 소노트로드를 사용할 수 있습니다. 견고하고 유지 보수가 적기 때문에 당사의 초음파 추출 시스템은 일반적으로 중장비 응용 분야 및 까다로운 환경에 설치됩니다.
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아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
| 배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1 내지 500mL | 10 내지 200mL/분 | 업100H |
| 10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
| 0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
| 10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
| N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
| N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
문의! / 저희에게 물어보세요!
Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모에서 혼합 응용 분야, 분산, 유화 및 추출을위한 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다.
문헌 / 참고문헌
- 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.
아르테미시닌은 무엇이며 어떤 용도로 사용됩니까?
아르테미시닌(Artemisinin)은 일반적으로 달콤한 쑥으로 알려진 식물인 아르테미시아 아누아(Artemisia annua)에서 추출한 화합물입니다. 주로 항말라리아 특성으로 알려져 있으며 말라리아 치료에 사용됩니다. 아르테미시닌과 그 유도체는 약물 내성 말라리아 균주에 매우 효과적이어서 말라리아와의 싸움에 매우 중요합니다.
산업 활용 측면에서 아르테미시닌은 의학을 넘어 다양한 잠재적 응용 분야에 관심이 있습니다. 농업 등 다양한 분야에서 천연 제초제와 살충제로 작용할 수 있는 가능성을 보여줬다. 또한 암 치료에 대한 잠재적 사용을 모색하기 위한 연구가 진행되고 있습니다. 이러한 응용 프로그램은 과학적으로 연구되고 있으며 다양한 산업 분야에서 구현하기 위해 파일럿 규모로 테스트되고 있습니다.
