Héicheffizient Extraktioun vun Artemisinin duerch Ultraschallbeschallung

Artemisinin ka mat Héichleeschtungsultraschall effizient extrahéiert ginn. D’Ultraschallextraktioun liwwert ganz héich Ausbeuten un Artemisinin mat mëlle Léisungsmëttelen. Den Extraktiounsprozess gëtt duerch den Asaz vun Ultraschall drastesch beschleunegt. D’Veraarbechtungsbedingungen an Ultraschallextraktere kënne präzis kontrolléiert ginn, wat et erméiglecht, den Ofbau vun der hëtztempfindlecher Biomoleküll Artemisinin ze verhënneren.

Extraktioun vun Artemisinin

Artemisinin ass eng bioaktiv Moleküll, déi an den Trichomdrüse vun der Planz Artemisia annua virkënnt, als Medikament géint Malaria agesat gëtt an e grousst Potenzial als Medikament fir d’Behandlung vu verschiddenen anere Krankheeten, dorënner Kriibs a SARS-CoV-2, weist. Déi traditionell Extraktiounsmethod benotzt gëfteg Léisungsmëttelen an ass en deieren, suboptimale Prozess. Fir Artemisinin a groussem Moossstaf ënner ekologesch a wirtschaftlech gënschtege Bedingungen ze produzéieren, ass eng effizient an ëmweltfrëndlech Extraktiounstechnik néideg. D’Ultraschallextraktioun ass eng breet etabléiert Extraktiounsmethod, déi a Kombinatioun mat Waasser oder Ethanol als net gëftege Léisungsmëttele ka benotzt ginn. Et ass scho bewisen, datt d’Ultraschallextraktioun héich Ausbeuten un Artemisinin liwwert, soudatt d’Artemisininproduktioun séier op grouss Volumë ka skaléiert ginn. Ultraschallextraktiounsanlage fir d’Veraarbechtung a Chargen an am Duerchlaf op industriellem Niveau si liicht verfügbar.

Ultraschallextraktioun vun Artemisinin aus Artemisia annua

Den Asaz vu Leeschtungsultraschall fir d’Extraktioun iwwertrëfft aner Extraktiounsmethoden a verschiddene wesentleche Punkten, dorënner Ausbeut, Extraktiounszäit, Ëmweltfrëndlechkeet a Käschteneffizienz.

D’Nodeeler vun der traditioneller Artemisininextraktioun

Traditionell Extraktiounsmethode fir Artemisinin sinn zäitopwänneg, kënnen déi bioaktiv Artemisininmoleküllen duerch déi agesaten héich Temperature beschiedegen an hunn duerch déi organesch Léisungsmëttelen, déi bei héijen Temperature benotzt ginn, eng grouss Ëmweltbelaaschtung. Zousätzlech ass an der nofolgender Veraarbechtung eng ëmfaassend Rengegung néideg, fir Gëftstoffer aus dem Réiextrakt ze entfernen.

D’Virdeeler vun der Ultraschallextraktioun vun Artemisinin

Den Asaz vu Leeschtungsultraschall fir d’Extraktioun huet verschidde positiv Effekter, déi den Extraktiounsprozess verstäerken: Héichleeschtungsultraschall erzeugt akustesch Kavitatioun. Dës akustesch Kavitatioun fërdert d’Extraktioun aus Planzen duerch Zellopbroch, soudatt déi ageschlosse Biomoleküllen aus der Zellmatrix vun der Planz fräigesat ginn. Zousätzlech verstäerken d’Kavitatiounskräften de Stofftransport, wouduerch Biomoleküllë wéi Artemisinin effizient an dat ëmginnend Léisungsmëttel transportéiert ginn. De Wierkprinzip vun der Ultraschallextraktioun kann op reng mechanesch Kavitatiounskräften zeréckgefouert ginn. Dat bedeit, datt d’Ultraschallbeschallung eng net thermesch, net cheemesch Extraktiounstechnik ass. Als net thermesch Extraktiounstechnik ass d’Ultraschallextraktioun besonnesch gënschteg, well Artemisinin eng thermesch empfindlech Verbindung ass, wat bedeit, datt méi héich Temperaturen (z. B. 70°C) hir Zersetzung verursaachen. Dofir kéint Artemisia annua L. net a waarmem Waasser gekacht ginn, fir Artemisinin ze gewannen.

Ëmweltfrëndlech Léisungsmëttele fir d’Ultraschallextraktioun vun Artemisinin

Zu de klasseschen Extraktiounsléisungsmëttelen, déi fir d’Artemisininproduktioun benotzt ginn, gehéieren Hexan, Petrolether oder Dichlormethan. D’Extraktioun mat Ultraschall ass mat all Léisungsmëttel kompatibel, och mat mëllen, ëmweltfrëndleche Léisungsmëttele wéi Ethanol oder Waasser. D’Ultraschallextraktioun vun Artemisinin mat Ethanol ass genee esou effizient wéi mat aggressive Léisungsmëttelen. Well Artemisinin sech nëmme schlecht a Waasser léist, kënne Cyclodextrinne benotzt ginn, fir d’Ultraschallextraktioun vun Artemisinin mat kalem Waasser ze verbesseren.

Wat mécht d’Ultraschallextraktioun vun Artemisinin esou effizient?

Fir d’Virdeeler vun der ultraschallënnerstëtzter Extraktioun ze verstoen, muss een de Wierkungsprinzip vum Héichleeschtungsultraschall verstoen. De Mechanismus, duerch deen den Héichleeschtungsultraschall d’Extraktioun verstäerkt, gëtt haaptsächlech op de Phenomeen vun der akustescher Kavitatioun zeréckgefouert. Ultraschallkavitatioun verursaacht Zesummestéiss tëscht Partikele vun der planzlecher Biomass (wéi Blieder vun Artemisia annua L.), wat zu enger Fragmentéierung duerch d’Interaktioun tëscht de Partikelen an enger Reduktioun vun der Partikelgréisst féiert. Wa Kavitatiounsblosen op der Uewerfläch vun de planzleche Feststoffer zesummefalen, vergréisseren Erosioun a Sonoporatioun d’Partikeluewerfläch nach weider. De Stofftransport, deen doduerch verstäerkt gëtt, erliichtert d’Fräisetzung vu Molekülle wéi Proteinnen, Lipiden, Zockeren, Vitaminnen, Antioxidantien, sekundäre Planzestoffer (z. B. Artemisinin) a Ballaststoffer. Duerch Ultraschall erzeugte Schéierkräfte verbesseren d’Andrénge vum Léisungsmëttel an d’Zellmatrix vum Planzematerial respektiv d’Duerchlässegkeet vun den Zellmembranen. Dës Mechanisme vum Héichleeschtungsultraschall si fir déi bedeitend Prozessintensivéierung verantwortlech, déi erreecht gëtt, wann Ultraschall fir d’Extraktioun vu Planzestoffer agesat gëtt.

Héichleeschtungsultraschallwellen briechen d’Zellstruktur vum Planzematerial op, setzen déi bioaktiv Verbindunge fräi a fërderen de Stofftransport tëscht dem Planzematerial an dem Léisungsmëttel (z. B. Ethanol).

Duerch Fuerschung beluechte Resultater vun der Ultraschallextraktioun vun Artemisinin

Et goufe verschidde wëssenschaftlech Studie gemaach, fir d’Effizienz an d’praktesch Ëmsetzbarkeet vun der Ultraschallextraktioun vun Artemisinin aus de Blieder vun Artemisia annua z’ënnersichen.

Briars a Paniwnyk hu gewisen, „datt Ultraschall bei niddregen Temperaturen d’Ausbezuelung vun Artemisinin, dat aus A. annua extrahéiert gëtt, ëm ronn 58% erhéicht an d’Extrakter am Verglach zum konventionellen Aweeche méi reng erschéngen; dofir huet den Asaz vun Ultraschall bei der Extraktioun d’Potenzial, méi käschtegënschteg Behandlungen op Basis vun Artemisinin ze produzéieren.“ (Briars and Paniwnyk, 2013)

Zhang et al. (2017) hunn d’Ultraschallextraktioun vun Artemisinin mat Propylenglykolmethylether (PGME) als Léisungsmëttel ënnersicht. Den duerch Ultraschall produzéierten Artemisininextrakt gouf mat Flëssegkeetschromatographie mat ultrahéijer Leeschtung (UPLC) analyséiert. D’Analyseresultater hunn d’Qualitéit vum Extrakt ënnerstrach. Wéinst der gudder Widderhuelbarkeet vum Prozess an der Stabilitéit vum extrahéierten Artemisinin bitt déi ultraschallënnerstëtzt Extraktioun mam ëmweltfrëndlechen an effiziente Monoether Propylenglykolmethylether (PGME) als Léisungsmëttel grouss Perspektive fir d’Extraktioun an d’Trennung vu bioaktive Moleküllen aus Planzematerial. D’Ultraschallextraktioun mat Propylenglykolmethylether (PGME) als Léisungsmëttel huet zu enger héijer Gesamteffizienz vun der Extraktioun an héijen Artemisininausbezuelunge geféiert. (cf. Zhang et al., 2017)

An enger anerer Studie presentéieren Zhang et al. (2020) d’Ultraschallextraktioun vun Artemisinin mat Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin. D’Zousaz vu Cyclodextrin verbessert d’Fräisetzung vun der schlecht waasserléislecher Verbindung Artemisinin an erméiglecht et, Waasser als Léisungsmëttel mat gudden Extraktiounsausbezuelungen ze benotzen. D’Ultraschallextraktioun a Kombinatioun mat Cyclodextrin huet d’Artemisininquantitéit op 8,66 mg/g erhéicht, wat däitlech méi ass wéi déi entspriechend Quantitéit vun 1,70 mg/g, déi am Waasser erreecht gouf.

Héichleeschtungsultraschallextraktere fir d’Produktioun vun Artemisinin

Héichleeschtungsultraschallextraktiounssystemer vun Hielscher Ultrasonics gi weltwäit an der Fuerschung an Entwécklung souwéi an der Produktioun a klengem, mëttlerem a voll kommerziellem Moossstaf a verschiddene Branchen agesat, zum Beispill bei der Produktioun vu Liewensmëttel, Nahrungsergänzungsmëttel a pharmazeutesche Produkter. Héichleeschtungsultraschallextraktere verstäerken den Extraktiounsprozess an erhéijen d’Ausbezuelung, wouduerch d’Gesamteffizienz vun der Produktioun vu qualitativ héichwäertegen Extrakter verbessert gëtt. Hielscher Ultrasonics bitt Extraktiounsausrüstung fir all Volumen / Prozesskapazitéit. Mat méi wéi 25 Joer Erfarung an der Extraktioun vu Planzestoffer ass Hielscher Ultrasonics Äre vertrauenswürdege Partner fir d’Héichleeschtungsultraschallextraktioun aus Artemisia annua!

Héichleeschtungs-Ultraschallapparater um neiste Stand vun der Technik

Déi intelligent Funktioune vun den Hielscher Ultraschallapparater sinn entwéckelt, fir en zouverlässege Betrib, reproduzéierbar Resultater a Benotzerfrëndlechkeet ze garantéieren. D’Betribsastellunge kënnen iwwer en intuitive Menü einfach opgeruff an agestallt ginn. Dëse Menü ass iwwer en digitale Faarftouchdisplay an eng Fernsteierung iwwer de Browser zougänglech. Dobäi ginn all Veraarbechtungsbedéngunge wéi Nettoenergie, Gesamtenergie, Amplitud, Zäit, Drock an Temperatur automatesch op enger agebauter SD-Kaart opgezeechent. Dëst erlaabt Iech, viregt Ultraschallbehandlungen ze iwwerpréiwen an ze vergläichen an den Artemisinin-Extraktiounsprozess op déi héchst Effizienz ze optiméieren.
D’Systemer vun Hielscher Ultrasonics gi weltwäit fir d’Hierstellung vu qualitativ héichwäertege Planzenextrakter benotzt. Hielscher Industrieultraschallapparater kënnen ouni Weideres mat héijen Amplituden am Dauerbetrib (24/7/365) bedriwwe ginn. Amplitude vu bis zu 200µm kënne mat Standardsonotroden (Ultraschallsonden / Ultraschallhäerner) ouni Weideres kontinuéierlech generéiert ginn. Fir nach méi héich Amplitudë si personaliséiert Ultraschallsonotroden disponibel. Wéinst hirer Robustheet an hirem gerénge Maintenancebedarf ginn eis Ultraschallextraktiounssystemer dacks fir Uwendunge mat héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld installéiert.

Kontaktéiert eis elo, fir méi iwwer d’Ultraschallextraktioun vun Artemisinin aus der Planz Artemisia annua ze gewuer ze ginn. Mir schécken Iech gär Informatiounen iwwer eis Ultraschallextraktiounssystemer an hir Präisser! Eist erfuert Personal diskutéiert gär Är Uwendung an Är Ufuerderungen un d’Veraarbechtung mat Iech!
Déi folgend Tabell gëtt Iech en Iwwerbléck iwwer déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater: