Extracția artemisinin extrem de eficientă cu sonicare
Artemisinin poate fi extras eficient folosind sonicare de înaltă performanță. Extracția cu ultrasunete oferă randamente foarte mari de artemisinin folosind solvenți ușori. Procesul de extracție prin aplicarea ultrasunetelor este accelerat drastic. Condițiile de procesare în extractoare cu ultrasunete sunt controlabile cu precizie, ceea ce permite prevenirea degradării biomoleculei sensibile la căldură artemisinin.
Artemisinin Extracția
Artemisinin este o moleculă bioactivă prezentă în glandele trichome ale plantei Artemisia annua, care este utilizat ca medicament anti-malarie și prezintă un potențial ridicat ca medicament pentru tratamentul mai multor alte boli, inclusiv cancer și SARS-CoV-2. Metoda tradițională de extracție implică solvenți toxici și este un proces costisitor, suboptim. Pentru a produce artemisinin pe scară largă în condiții favorabile din punct de vedere ecologic și economic, este necesară o tehnică de extracție eficientă și ecologică. Extracția cu ultrasunete este o metodă de extracție stabilită pe scară largă, care poate fi utilizată în combinație cu apă sau etanol ca solvenți netoxici. Extracția cu ultrasunete a fost deja dovedit a stup randamente ridicate de artemisinin, astfel încât producția de artemisinin poate fi scalat rapid la volume mari. Echipamente de extracție cu ultrasunete pentru lot și in-line de prelucrare la nivel industrial este ușor disponibile.
Extracția cu ultrasunete de Artemisinin din Artemisia annua
Utilizarea ultrasunetelor de putere pentru extracție excelează alte metode de extracție în diferiți factori majori, inclusiv randamentul, timpul de extracție, protecția mediului și rentabilitatea.
Dezavantajele extracției tradiționale Artemisinin
Metodele tradiționale de extracție pentru artemisinin sunt consumatoare de timp, pot deteriora moleculele bioactive artemisinin din cauza temperaturilor ridicate aplicate, și au un impact ridicat asupra mediului datorită solvenților organici utilizate la temperaturi ridicate. În plus, în procesul din aval este necesară o purificare extensivă pentru a îndepărta impuritățile din extractul brut.
Avantajele extracției cu ultrasunete Artemisinin
Aplicarea ultrasunetelor de putere pentru extracție are mai multe efecte pozitive care intensifică procesul de extracție: Ultrasunetele de înaltă performanță creează cavitație acustică. Această cavitație acustică promovează extracția botanică prin întreruperea celulelor, astfel încât biomoleculele prinse sunt eliberate din matricea celulară a plantei. În plus, forțele cavitaționale intensifică transferul de masă transportând biomoleculele, cum ar fi artemisinina, eficient în solventul înconjurător. Principiul de lucru al extracției cu ultrasunete poate fi contribuit la forțele pur mecanice de cavitație. Aceasta înseamnă sonicare este o tehnică de extracție non-termică, non-chimică. Fiind o tehnică de extracție non-termică face extracția cu ultrasunete deosebit de favorabilă, deoarece artemisinin este un compus sensibil termic, ceea ce înseamnă temperaturi mai ridicate (de exemplu, 70 ° C) va provoca descompunerea sa. În consecință, Artemisia annua L. nu a putut fi fiert în apă fierbinte pentru a obține artemisinin.
- randamente mai mari
- Calitate superioară
- extracție rapidă
- Alegeți solventul preferat
- Fără degradare termică
- Funcționează cu frunze proaspete și uscate
- Condiții controlabile cu precizie
- Eficient din punct de vedere al costurilor
Solvenți verzi pentru extracția cu ultrasunete Artemisinin
Solvenții clasici de extracție utilizați pentru producția de artemisinină includ hexan, eter de petrol sau diclormetan. Extracția cu ultrasunete este compatibilă cu orice solvent, inclusiv solvenți ușori, verzi, cum ar fi etanolul sau apa. Extracția cu ultrasunete de artemisinin cu etanol este la fel de eficient în comparație cu solvenți dure. Ca artemisinin exponate săraci-solubilitate în apă ciclodextrine pot fi utilizate pentru a îmbunătăți extracția cu ultrasunete apă rece de artemisinin.
Ce face extracția cu ultrasunete Artemisinin atât de eficient?
Pentru a înțelege avantajele extracției asistate ultrasonically, trebuie înțeles principiul de lucru al ultrasunetelor de putere. Mecanismul de intensificare a extracției ultrasunetelor de putere este atribuit în principal fenomenului de cavitație acustică. Cavitație cu ultrasunete provoacă coliziuni între particule de biomasă botanică (cum ar fi Artemisia annua L. frunze), ceea ce duce la fracționarea interparticulară și reducerea dimensiunii particulelor. Când bulele de cavitație se prăbușesc pe suprafața solidelor vegetale, eroziunea și sonoporația măresc și mai mult suprafața particulelor. Transferul de masă astfel intensificat facilitează eliberarea moleculelor, cum ar fi proteinele, lipidele, zaharurile, vitaminele, antioxidanții, fitochimicalele (de exemplu, artemisinina) și fibrele dietetice. Forțele de forfecare generate ultrasonically îmbunătățesc penetrarea solventului în matricea celulară a materiei botanice și, respectiv, îmbunătățesc permeabilitatea membranelor celulare. Aceste mecanisme de ultrasunete de putere sunt responsabile pentru intensificarea semnificativă a procesului realizat atunci când ultrasonication este aplicat pentru extracția botanică.
Rezultatele dovedite de cercetare de extracție cu ultrasunete Artemisinin
Mai multe studii științifice au fost întreprinse pentru a investiga eficiența și practicabilitatea extracției cu ultrasunete artemisinin din frunze de Artemisia annua.
Briars și Paniwnyk au arătat "că ultrasunetele la temperaturi scăzute cresc randamentul artemisininei extrase din A. annua cu aproximativ 58%, iar extractele apar mai pure în comparație cu înmuierea convențională; Prin urmare, utilizarea ultrasunetelor în timpul extracției are potențialul de a produce tratamente pe bază de artemisinin cu costuri mai mici. (Briars și Paniwnyk, 2013)
Zhang et al. (2017) a investigat extracția cu ultrasunete artemisinin folosind propilen glicol metil eter (PGME) ca solvent. Ultrasonically produs artemisinin extract a fost analizat folosind Ultra Performance cromatografie lichidă (UPLC). Rezultatele analizei au subliniat calitatea extractului. Datorită repetabilității procesului bun și stabilității artemisininei extrase, extracția asistată ultrasonically folosind verde și eficient monoeter propilen glicol metil eter (PGME) ca solvent arată perspective mari în extracția și separarea moleculelor bioactive din botanice. Extracția cu ultrasunete folosind propilen glicol metil eter (PGME) ca solvent a dus la o eficiență globală ridicată de extracție și randamente ridicate de artemisinină. (cf. Zhang și colab., 2017)
Într-un alt studiu, Zhang et al. (2020) prezintă extracția cu ultrasunete a artemisininei folosind hidroxipropil-β-ciclodextrină. Adăugarea de ciclodextrină îmbunătățește eliberarea compusului artemisinin slab solubil în apă și permite utilizarea apei ca solvent cu randamente bune de extracție. Extracția cu ultrasunete în combinație cu ciclodextrină a crescut cantitatea de artemisinin la 8.66 mg / g, care este semnificativ mai mult decât cantitatea corespunzătoare de 1.70 mg / g obținută în apă.
Extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru producția de artemisinin
Sisteme de extracție cu ultrasunete de înaltă performanță de la Hielscher Ultrasonics sunt utilizate în întreaga lume pe R&D, niveluri de producție mici, mijlocii și complet comerciale în diverse industrii, cum ar fi în producția alimentară, supliment alimentar și farmaceutică. Extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță intensifica procesul de extracție și crește randamentul, îmbunătățind astfel eficiența generală a producției de extract de înaltă calitate. Hielscher Ultrasonics oferă echipamente de extracție pentru orice volum / capacitate de proces. Având experiență în extracția botanică pentru mai mult de 25 ani, Hielscher Ultrasonics este partenerul dumneavoastră de încredere pentru extracția cu ultrasunete de înaltă performanță de la Artemisia annua!
Ultrasonicators de înaltă performanță, de ultimă generație
Caracteristicile inteligente ale ultrasonicators Hielscher sunt concepute pentru a garanta funcționarea fiabilă, rezultate reproductibile și ușurința în utilizare. Setările operaționale pot fi accesate și formate cu ușurință prin intermediul meniului intuitiv, care poate fi accesat prin intermediul afișajului tactil color digital și al telecomenzii browserului. Prin urmare, toate condițiile de procesare, cum ar fi energia netă, energia totală, amplitudinea, timpul, presiunea și temperatura, sunt înregistrate automat pe un card SD încorporat. Acest lucru vă permite să revizuiți și să comparați rulările anterioare sonicare și pentru a optimiza procesul de extracție artemisinin la cea mai mare eficiență.
Hielscher Ultrasonics sisteme sunt utilizate în întreaga lume pentru fabricarea de extracte botanice de înaltă calitate. Hielscher ultrasonicators industriale pot rula cu ușurință amplitudini mari în funcționare continuă (24/7/365). Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor generate continuu cu sonotrodes standard (sonde / coarne cu ultrasunete). Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Datorită robusteții și întreținerii reduse, sistemele noastre de extracție cu ultrasunete sunt instalate în mod obișnuit pentru aplicații grele și în medii solicitante.
Contactati-ne acum pentru a afla mai multe despre extracția cu ultrasunete de artemisinin din planta Artemisia annua. Am fi bucuroși să vă trimitem informații despre sistemele noastre de extracție cu ultrasunete și de stabilire a prețurilor! Personalul nostru experimentat va fi bucuros să discute cu dvs. cerințele de aplicare și procesare!
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:
Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
---|---|---|
1 până la 500 ml | 10 până la 200 ml/min | UP100H |
10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Literatură / Referințe
- 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.
Ce este Artemisinin și pentru ce se utilizează?
Artemisinin este un compus derivat din planta Artemisia annua, cunoscut sub numele de pelin dulce. Este cunoscut în primul rând pentru proprietățile sale antimalarice și este utilizat în tratamentul malariei. Artemisinin și derivații săi au fost extrem de eficiente împotriva tulpini rezistente la medicamente de malarie, făcându-le cruciale în lupta împotriva bolii.
În ceea ce privește utilizarea industrială, artemisinin este de interes pentru diverse aplicații potențiale dincolo de medicină. S-a dovedit promițător în diverse domenii, cum ar fi agricultura, unde poate acționa ca un erbicid natural și pesticid. În plus, se efectuează cercetări pentru a explora utilizarea sa potențială în tratamentul cancerului. Aceste aplicații sunt studiate științific și testate la scară pilot pentru implementare în diferite domenii industriale.