Hielscher Ultrasonics
Будем рады обсудить ваш процесс.
Позвоните нам: +49 3328 437-420
Напишите нам: [email protected]

Трёхфазное разделение, интенсифицированное ультразвуком

  • Трёхфазное разделение (TPP) – это метод извлечения, разделения и очистки компонентов, например липидов, ферментов, полисахаридов и других биомолекул, из биологического материала.
  • Трёхфазное разделение с применением ультразвука превосходит традиционное трёхфазное разделение благодаря более высокому выходу, повышенной чистоте и исключительной скорости.
  • Ультразвуковое трёхфазное разделение применимо для малых и больших объёмов и легко масштабируется до промышленного производства.

Ультразвуковое трёхфазное разделение

Трёхфазное разделение

Трёхфазное разделение (TPP) – это простой и эффективный одностадийный процесс разделения, очистки и концентрирования биомолекул, таких как ферменты, липиды, полисахариды и т. д., из сложных смесей.
TPP проводят путём последовательного добавления достаточного количества соли (обычно сульфата аммония) и органического растворителя (преимущественно t-бутанола/tert-бутанола). Такие соли, как сульфат аммония, используют при определённой степени насыщения для осаждения белка. Органический растворитель, например t-бутанол, добавляют для образования трёх фазовых слоёв и удаления низкомолекулярных соединений, таких как липиды, фенольные соединения и некоторые детергенты. Поскольку t-бутанол имеет высокую температуру кипения, но менее воспламеняем, чем этанол и метанол, t-бутанол является предпочтительным растворителем для TPP.
После обработки неочищенного экстракта и декантации смесь разделяется на три отчётливо различимые фазы: верхняя фаза растворителя (t-бутанола) содержит неполярные соединения, которые отделены от нижней водной фазы (содержащей полярные соединения) белковым осадком на границе раздела фаз. Целевые белки избирательно распределяются в одну фазу, а другие белки-примеси – в другую. Это приводит к частичной очистке и концентрированию белка. Процесс экстракции представляет собой сочетание космотропного осаждения, высаливания, осаждения с помощью изотонического сорастворителя и осмолитического осаждения белков.

Трёхфазное разделение, интенсифицированное ультразвуком

Ультразвуковое трёхфазное разделение отличается максимальной чистотой, максимальным извлечением и сокращённым временем обработки.Обработка ультразвуком значительно интенсифицирует процесс TPP. Трёхфазное разделение с применением ультразвука успешно используется для разделения и очистки биомолекул. Широкий спектр биомолекул был выделен более эффективно и за меньшее время. Например, с помощью ультразвукового TPP были очищены ферменты из растений (например, бромелайн, папаин, инвертаза, полифенолоксидаза и ингибиторы трипсина), животных (например, трипсин, α-химотрипсин, химозин, пепсин и люцифераза) и микроорганизмов (например, липаза, α-амилаза, α-галактозидаза, серратиопептидаза, циклодекстрингликозилтрансфераза и фибринолитические ферменты). Дополнительным преимуществом ультразвукового трёхфазного разделения является повышение активности различных ферментов, приводящее к кажущемуся увеличению выхода (приблизительно на 100%), поскольку целевой фермент или белок выпадает в осадок в среднем слое между органической и водной фазами.
Ультразвуковое трёхфазное разделение можно эффективно применять к неочищенным образцам и легко масштабировать.

Запрос информации



Трёхфазное разделение (TPP), улучшенное с помощью ультразвука

Обработка ультразвуком значительно улучшает трёхфазное разделение и обеспечивает более высокий выход и чистоту при резком сокращении времени процесса.

Преимущества ультразвукового трёхфазного разделения:

  • более высокий выход
  • быстрое извлечение
  • высокая чистота
  • экономия времени
  • низкая стоимость
  • простота проведения
  • экологичность
  • для лаборатории и промышленности

 

Примеры ультразвукового трёхфазного разделения (US-TPP)

Ультразвуковое TPP для извлечения астаксантина

Для извлечения астаксантина (AX) сочетание TPP и обработки ультразвуком с помощью ультразвукового аппарата Hielscher UP400S представляет собой не только простой и легко применимый, но и очень эффективный метод выделения AX из бактериальной биомассы Paracoccus NBRC 101723. Рабочие параметры обработки ультразвуком можно оптимизировать для получения оптимальных результатов экстракции. Такие параметры ультразвуковой обработки, как амплитуда, время, температура и сосуд для экстракции (размер, форма), а также размер частиц биомассы существенно влияют на высвобождение AX из биомассы под действием ультразвука. Для быстрого и эффективного извлечения AX обработка влажной биомассы ультразвуком даёт лучшие результаты, чем ультразвуковое TPP высушенной биомассы. Ультразвуковое TPP обеспечивает на 37% более высокое извлечение AX по сравнению с традиционной экстракцией растворителем. (См. Chougle et al. 2013)

Ультразвуковое TPP для выделения андрографолида из Andrographis paniculata

Андрографолид – это лабдановый дитерпеноид, который ценится за выраженное противовоспалительное, антиоксидантное, гепатопротекторное, антиканцерогенное и антидиабетическое действие. Сравнительные исследования показывают, что ультразвуковое TPP не только повышает выход андрографолида, но и улучшает его антиоксидантную активность по сравнению с традиционным TPP.

 

Как выбрать оптимальный ультразвуковой гомогенизатор для разрушения клеток и экстракции белков в научных исследованиях и анализеВ этом руководстве объясняется, какой тип ультразвукового гомогенизатора лучше всего подходит для ваших задач пробоподготовки, таких как лизис, разрушение клеток, выделение белков, фрагментация ДНК и РНК в лабораторной, аналитической и исследовательской работе. Выберите оптимальный тип ультразвукового гомогенизатора с учётом вашей задачи, объёма и количества образцов, а также требуемой производительности. У Hielscher Ultrasonics есть идеальный ультразвуковой гомогенизатор для вас!
В этом руководстве объясняется, какой тип ультразвукового гомогенизатора лучше всего подходит для ваших задач пробоподготовки, таких как лизис, разрушение клеток, выделение белков, фрагментация ДНК и РНК в лабораторной, аналитической и исследовательской работе. Выберите оптимальный тип ультразвукового гомогенизатора с учётом вашей задачи, объёма и количества образцов, а также требуемой производительности. У Hielscher Ultrasonics есть идеальный ультразвуковой гомогенизатор для вас!

 

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для трёхфазного разделения

Hielscher Ultrasonics специализируется на разработке и производстве ультразвуковых систем высокой мощности для экстракции и многих других процессов.
Наш ассортимент включает компактные мощные лабораторные ультразвуковые аппараты, прочные настольные гомогенизаторы и промышленные высокопроизводительные ультразвуковые системы. Разнообразные принадлежности позволяют идеально адаптировать ультразвуковую систему к конкретным требованиям вашего процесса. Все ультразвуковые аппараты Hielscher рассчитаны на работу 24/7 при полной нагрузке.
Наш многолетний опыт ультразвуковой обработки позволяет нам консультировать клиентов начиная с их первых испытаний ультразвука, на этапах оптимизации процесса и вплоть до внедрения в промышленном масштабе.
Воспользуйтесь формой ниже, чтобы рассказать нам о вашем процессе! Мы будем рады дать рекомендации и обсудить возможности и преимущества обработки ультразвуком для вашей области применения.

Свяжитесь с нами! / Задайте нам вопросы!

Воспользуйтесь формой ниже, если хотите запросить дополнительную информацию об ультразвуковой гомогенизации. Мы будем рады предложить вам ультразвуковую систему, отвечающую вашим требованиям.





Ультразвуковой аппарат UP400St для интенсификации трёхфазного разделения

Ультразвуковой гомогенизатор UP400St для интенсификации трёхфазного разделения

Литература/источники

  • Chougle, J.A: et al. (2013): Трёхфазное разделение с применением ультразвука (UATPP): новый метод, разработанный для извлечения астаксантина из Paracoccus NBRC 101723. CSBE/SCGAB 2013 – ежегодная конференция, University of Saskatchewan, Saskatoon, 7–10th July 2013.
  • Ketnawa, S. et al (2017): Фазовое разделение для выделения ферментов: обзор и современные применения. International Food Research Journal 24(1), 2017. 1–24.
  • Varakumar, S. et al. (2017): Интенсифицированная экстракция олеорезина из порошка корневища имбиря (Zingiber officinale) с использованием трёхфазного разделения с применением ферментов. Food Chemistry 216, 2017. 27–36.
  • Yan J.-K. et al. (2018): Синергетическое сочетание ультразвука и трёхфазного разделения для извлечения и выделения полисахаридов Corbicula fluminea и возможные соответствующие механизмы. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 40, Part A, 2018. 128–134.


Полезные сведения

Трёхфазное разделение (TPP)

TPP – это метод биоразделения, основанный на распределении полярных компонентов, белков и гидрофобных компонентов между тремя фазами, включающими воду, сульфат аммония и t-бутанол.
Многие важные терапевтические и промышленные ферменты (например, α-галактоцидаза, ингибиторы α-амилазы и протеаза), а также природные соединения (например, дитерпены, такие как форсколин и андрографолид) очищают методом трёхфазного разделения. При этом пигменты, липиды и ингибиторы ферментов накапливаются в верхней фазе растворителя, которая отделена промежуточным слоем осаждённого белка от нижней водной фазы, где накапливаются полярные компоненты, такие как сахариды. Поскольку t-бутанол связывает осаждённые методом TPP белки, которые присутствуют в виде совместных осадков белка и t-бутанола, он плавает между органическим и водным слоями и может быть легко отделён и очищен. В целом биомолекулы извлекаются в очищенном виде на границе раздела фаз, тогда как примеси преимущественно распределяются в t-бутанол (верхняя фаза) и в водную фазу (нижняя фаза).

Астаксантин

Астаксантин (3, 3´-dihydroxy-ß, ß-carotene 4, 4´-dione) – это кетокаротиноид, принадлежащий к классу терпенов. Как тетратерпеноид, он образуется из пятиуглеродных предшественников – изопентенилдифосфата и диметилаллилдифосфата. Астаксантин представляет собой жёлто-оранжевый растительный пигмент и поэтому классифицируется как ксантофилл. Астаксантин встречается главным образом в микроводорослях, дрожжах, лососёвых, форели, криле, креветках, речных раках и ракообразных. Как высокоэффективный поглотитель свободных радикалов, средство защиты кожи, антиканцерогенное средство и средство усиления иммунной системы, астаксантин используется в качестве пищевой добавки и добавки в пищевые продукты, фармацевтические препараты и косметику. Ультразвуковое TPP улучшает процесс извлечения и выделения астаксантина из природных источников и позволяет осуществлять его экономичное производство в промышленном масштабе.

Hielscher Ultrasonics специализируется на высокопроизводительной ультразвуковой обработке

UIP1000hdT – промышленный ультразвуковой аппарат мощностью 1kW

Будем рады обсудить ваш процесс.

✕