Ultrasoon verbeterde driefase-partitionering

• Three-phase partitioning (TPP) is een techniek om componenten, bijvoorbeeld lipiden, enzymen, polysacchariden en andere biomoleculen, uit biologisch materiaal, te extraheren, te scheiden en te zuiveren.
• De ultrasoon geassisteerde driefasige scheidingswand overtreft de conventionele TPP door een hogere opbrengst, verbeterde zuiverheid en uitzonderlijke snelheid.
• Ultrasone TPP is toepasbaar voor kleine en grote volumes en kan gemakkelijk worden geschaald naar industriële productie.

Ultrasone driefasenpartitie

Drie-fasen partitionering

Three-phase partitioning (TPP) is een eenvoudig en efficiënt éénstapsproces voor de scheiding, zuivering en concentratie van biomoleculen zoals enzymen, lipiden, polysacchariden enz. Uit complexe mengsels.
TPP wordt uitgevoerd door de achtereenvolgende toevoeging van een voldoende hoeveelheid zout (meestal ammoniumsulfaat) en een organisch oplosmiddel (hoofdzakelijk tbutanol /tertbutanol). Zouten zoals ammoniumsulfaat worden bij een bepaalde verzadiging gebruikt om het eiwit te precipiteren. Een organisch oplosmiddel zoals t-butanol wordt toegevoegd om driefasige lagen te vormen en verbindingen met laag molecuulgewicht zoals lipiden, fenolverbindingen en sommige detergentia te verwijderen. Sinds t-butanol heeft een hoog kookpunt, maar minder brandbaar dan ethanol en methanol, t-butanol is het voorkeursoplosmiddel voor TPP.
Na de behandeling van het ruwe extract en de decantatie scheidt het mengsel zich in drie verschillende fasen: het bovenste oplosmiddel (t-butanol) fase bevat niet-polaire verbindingen, die worden gescheiden van de onderste waterige fase (bevattende polaire verbindingen) door een grensvlak eiwitneerslag. De gewenste eiwitten worden selectief verdeeld naar één fase en andere verontreinigende eiwitten naar de andere fase. Dit veroorzaakt gedeeltelijke zuivering en concentratie van het eiwit. Het extractieproces is een samensmelting van kosmotropische, uitzoutende, isotone co-solvent en osmolytische precipitatie van eiwitten.

Ultrasoon verbeterde TPP

Sonicatie intensiveert het TPP-proces aanzienlijk. Ultrasoon geassisteerde TPP wordt met succes toegepast voor de scheiding en zuivering van biomoleculen. Een breed scala aan biomoleculen is in kortere tijd efficiënter geïsoleerd. Zo zijn er bijvoorbeeld enzymen van planten (bromelaïne, papaïne, invertase, polyfenoloxidase en trypsineremmers), dieren (bijvoorbeeld trypsine, α-chymotrypsine, chymosine, pepsine en luciferase) en microben (e.g. lipase, α-amylase, α-galactosidase, serratiopeptidase, cyclodextrineglycosyltransferase en fibrinolytische enzymen) werden gezuiverd via ultrasoon TPP. Een bijkomend voordeel van het ultrasoon TPP is de verhoogde activiteit van verschillende enzymen, wat resulteert in schijnbaar hogere opbrengsten (>100%) aangezien het beoogde enzym of eiwit in de middenlaag tussen de organische en de waterige fase neerslaat.
Ultrasone TPP kan effectief worden gebruikt met ruwe monsters en kan gemakkelijk worden opgeschaald.

Voorbeelden voor US-TPP

Ultrasone TPP voor de extractie van astaxanthine

Voor de extractie van astaxanthine (AX), de gecombineerde behandeling van TPP en ultrasoonapparaat met Hielscher's UP400S is niet alleen eenvoudig en gemakkelijk toepasbaar, maar ook zeer efficiënte techniek om AX te isoleren van de bacteriële biomassa van Paracoccus NBRC 101723. De operationele variabelen van ultrasoonapparaat kunnen worden geoptimaliseerd om optimale extractieresultaten te krijgen. Ultrasone verwerkingsparameters zoals amplitude, tijd, temperatuur en extractievat (grootte, vorm) evenals de deeltjesgrootte van biomassa beïnvloeden de ultrasone afgifte van AX uit biomassa aanzienlijk. Met ultrasone trillingen van natte biomassa geeft betere resultaten dan de ultrasone TPP van gedroogde biomassa voor snelle en efficiënte extractie van AX. De ultrasone TPP resulteert in een 37% hogere AX-terugwinning dan de conventionele oplosmiddelextractie. (zie Chougle et al. 2013)

Ultrasone TPP voor de scheiding van andrographolide van Andrographis paniculata

Andrographolide is een labdaan diterpenoïde, dat wordt gewaardeerd om zijn hoge ontstekingsremmende, antioxiderende, hepatoprotectieve, anti-carcinogene en anti-diabetische effecten. Vergelijkende studies tonen aan dat ultrasone TPP niet alleen de opbrengst van andrographolide verhoogde, maar ook de antioxidatieve activiteit verbetert in vergelijking met conventionele TPP.

Ultrasone processors met hoge prestaties

Hielscher Ultrasonics is gespecialiseerd in het ontwerpen en produceren van krachtige ultrasone systemen voor extractie evenals vele andere processen.
Ons assortiment omvat kleine, krachtige lab-apparaten, robuuste ultrasonicators op de werkbank en industriële high-performance systemen. Het spruitstuk Accessoires zorg voor de ideale aanpassing van het ultrasone systeem aan uw specifieke procesvereisten. Alle Hielscher ultrasone sensoren zijn gebouwd voor 24/7 gebruik onder volle belasting.
Door onze jarenlange ervaring in ultrasone verwerking kunnen we onze klanten raadplegen vanaf hun eerste tests met echografie door de stappen van procesoptimalisatie en implementatie op industriële schaal.
Gebruik het onderstaande formulier om ons te vertellen over uw proces! We adviseren u graag om de mogelijkheden en voordelen van ultrasoonapparaat voor uw toepassing te bespreken.