Extrakcia alkaloidov pomocou sondy-ultrasonicator

Alkaloidy sú bioaktívne zlúčeniny, ktoré sa dajú efektívne extrahovať z rastlín pomocou ultrazvuku. Alkaloidy vykazujú širokú škálu biologických účinkov, a preto sa používajú ako liečivá a terapia. Ultrazvuková extrakcia je preferovanou technikou na výrobu vysoko kvalitných alkaloidných extraktov z rastlinného materiálu. Ultrazvuková extrakcia vedie k veľmi vysokým výťažkom alkaloidov, zatiaľ čo čas extrakcie je krátky a ultrazvukové zariadenie je bezpečné a ľahko ovládateľné.

Vysoko účinná extrakcia alkaloidov pomocou power-ultrazvuku

Ako ultrazvuková extrakcia podporuje izoláciu alkaloidov?
Ultrazvuková extrakcia využíva nízkofrekvenčné ultrazvukové vlny (napr. Frekvencia 20-26kHz) a ultrazvukový efekt akustickej kavitácie. Ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou vytvárajú kavitačné bubliny, ktoré sa zrútia, vytvárajú lokálne energeticky husté tlakové a teplotné rozdiely, ako aj silné šmykové sily, ktoré perforujú a rozbíjajú bunkové steny rastlín a otvárajú rastlinné tkanivá. Prúdenie kvapaliny generované kavitáciou podporuje prenos hmoty medzi intracelulárnou matricou a okolitým rozpúšťadlom, takže alkaloidy sa účinne uvoľňujú. Na ultrazvukovú extrakciu alkaloidov sa rastlinný materiál (napr. mleté sušené listy) umiestni do rozpúšťadla, ktoré je zvyčajne zmesou vody a organického rozpúšťadla, ako je vodný etanol. Zistilo sa, že polárne rozpúšťadlá ako metanol a etanol sú najúčinnejšie pre vysoké výťažky alkaloidov. Po krátkom ultrazvukovom ošetrení suspenzie – pozostávajúce z rastlinného materiálu a rozpúšťadla – Alkaloidy sa uvoľňujú z rastlinných buniek a sú prítomné v rozpúšťadle, odkiaľ sa môžu izolovať a čistiť (napr. pomocou rotora-odparovača).

Žiadosť o informácie





Ultrazvuková dávková extrakcia alkaloidov z rastlinného materiálu pomocou ultrazvukovej sondy UP400St.

ultrasonicator UP400St na extrakciu alkaloidov z rastlinného materiálu.

Video ukazuje vysoko účinnú a rýchlu ultrazvukovú extrakciu alkaloidov z tabaku. Použitý ultrazvukový procesor je Hielscher UP400St ultrasonicator, ktorý je ideálny na prípravu stredne veľkých dávok vysoko kvalitných extraktov. Pre veľké objemy, Hielscher Ultrasonics dodáva priemyselné ultrazvukové systémy pre kontinuálnu inline extrakciu.

Extrakcia celého spektra z tabaku pomocou ultrazvuku UP400St

Miniatúra videa

Hlavné výhody ultrazvukovej extrakcie alkaloidov

Ultrazvuková extrakcia sa považuje za vynikajúcu extrakčnú techniku na izoláciu alkaloidov z rastlinných materiálov, pretože ponúka niekoľko výhod, vrátane:

  1. Zvýšená účinnosť extrakcie: Ultrazvuková extrakcia môže zvýšiť výťažok alkaloidov o viac ako 200% v porovnaní s tradičnými extrakčnými metódami.
  2. Skrátený čas extrakcie: Ultrazvuková extrakcia môže výrazne skrátiť čas extrakcie, čo umožňuje rýchlejšie a efektívnejšie spracovanie veľkých objemov rastlinného materiálu.
  3. Nižšia spotreba rozpúšťadla: Ultrazvuková extrakcia môže znížiť množstvo rozpúšťadla potrebného na extrakciu, čo vedie k zníženej spotrebe rozpúšťadla a zníženiu vplyvu na životné prostredie.
  4. Selektívna extrakcia: Ultrazvuková extrakcia sa môže použiť na selektívnu extrakciu určitých alkaloidov výberom vhodného rozpúšťadla, parametrov procesu a teploty extrakcie. Keďže nežiaduce zlúčeniny zostávajú pozadu, zlepšuje sa čistota konečného produktu.
  5. Jednoduché škálovanie: Ultrazvuková extrakcia sa dá ľahko škálovať, aby zvládla väčšie objemy rastlinného materiálu, vďaka čomu je vhodná na komerčnú výrobu. Ultrazvukové procesy môžu byť škálované lineárne, čo uľahčuje implementáciu v priemyselnom meradle.

Celkovo ultrazvuková extrakcia ponúka rýchlejší, efektívnejší a ekologickejší prístup k izolácii alkaloidov z rastlinných materiálov.

Ultrazvuková extrakcia alkaloidov z listov stromu Soursop

Ultrazvukový extraktor UP400ST so snímačom teploty bol použitý na extrakciu alkaloidov zo sušených listov..Nolasco-González et al. (2022) skúmali účinnosť a účinnosť ultrazvukovej extrakcie bioaktívnych zlúčenín vrátane fenolových zlúčenín, alkaloidov, acetogenínov (všetky s vysokou antioxidačnou kapacitou) z listov rastlinného druhu Annona muricata (soursop strom). Na ultrazvukovú extrakciu použili sondový ultrasonicator UP400S za nasledujúcich podmienok: 80% amplitúda, pulzný cyklus 0,7 s, po dobu 4,54 min. Celkové rozpustné fenoly (TSP) sa extrahovali s použitím 0,5 g sušených listov v prášku a 20 ml acetónu: voda (80:20 v/v). Ultrazvukom vyrobený extrakt obsahoval 178,48 mg/100 ml rozpustných fenolov, 20,18 mg/100 ml celkových flavonoidov, 27,81 mg/100 ml hydrolyzovateľných polyfenolov, 167,07 mg/100 ml kondenzovaných trieslovín, 30,44 mg/100 ml celkových alkaloidov a 14,62 mg/100 ml celkových acetogenínov. Extrakt izolovaný ultrazvukovým prístrojom sondového typu U400S (pozri obrázok vľavo) vykazoval vysokú antioxidačnú kapacitu a vyšší obsah bioaktívnych zlúčenín od ~6 do ~927-násobku ako odvar alebo infúzia, v závislosti od typu zlúčeniny. Vo vzorkách bolo identifikovaných dvadsaťštyri rôznych fenolových zlúčenín a ultrazvukom izolovaný extrakt produkoval najvyššiu koncentráciu.
[porovnaj Nolasco-González a kol., 2022]

Ultrazvuková extrakcia alkaloidov poskytuje vynikajúce výnosy s vysokou antioxidačnou kapacitou a vyniká extrakčnými technikami, ako je odvar a infúzia.

Antioxidačná kapacita extraktov získaných optimálnymi podmienkami ultrazvukom asistovanej extrakcie (SAE), odvaru a infúzie. Ultrazvukové extrakty dôsledne vykazujú výrazne vyššiu antioxidačnú kapacitu.
(Štúdia a grafika: ©Nolasco-González et al., 2022)

Ultrazvuková extrakcia s UP400S poskytla extrakt celého spektra obsahujúci vysoký výťažok mnohých fenolových zlúčenín.

HPLC chromatogram fenolových zlúčenín z ultrazvukom izolovaného extraktu listov Annona muricata pomocou ultrasonicatora UP400S.
1. kyselina šikimová, (2) kyselina galová, (3) kyselina protokatechuová, (4) kyselina neochlorogénna,
(5) 3,4-dihydroxyfenyloctová, (6) kyselina 4-hydroxybenzoová, (7) kyselina chlorogénová, (8) 4-hydroxyfenyloctová, (9) kyselina vanilková, (10) kyselina syringová, (11) kyselina 3-hydroxybenzoová, (12) kyselina kofeínová, (13) 4-hydroxybenzaldehyd, (14) kyselina homovanilová, (15) 3-(4-hydroxyfenyl), (16) kyselina p-kumarová, (17) kyselina trans-ferulová, (18) kyselina trans-škoricová, (19) galokatechín, (20) epigalokatechín, (21) katechín,(22) epikatechín, (23) rutín, (24) Kyselina ellagová.
(Štúdia a grafika: ©Nolasco-González et al., 2022)

Lee et al. (2021) mali podobné potvrdené výsledky, pretože hlásia 2,3-násobne viac alkaloidov z listov A. muricata extrahovaných ultrazvukom (340 W, 56◦C, 30 min) v porovnaní s extrakciou Soxhlet (7 h, 80◦C).

Ultrazvukový extraktor typu sondy na izoláciu alkaloidov z rastlinných materiálov, ako sú listy, kôra, korene a stonky.

Ultrazvukový extraktor UIP1000hdT s miešadlom na extrakciu alkaloidov v dávkovom režime.

Ultrazvuková extrakcia špecifických alkaloidov

Extrakcia indolových alkaloidov z kôry z koreňovej kôry Mimosa a Ayahuasca pomocou ultrasonicatora

Kôra koreňa mimózy, ako aj listy ayahuasca obsahujú alkaloid N,N-dimetyltryptamín (DMT). Dimetyltryptamín (DMT) sa v súčasnosti skúma v klinických štúdiách pre jeho halucinogénne účinky, a preto je potenciálnym liekom na liečbu depresie a posttraumatických stresových porúch (PTSD). Ultrazvukom účinne podporuje uvoľňovanie a izoláciu alkaloidu z koreňov Mimosa hostilis a listov Psychotria viridis (ayahuasca). Ultrazvuková extrakcia DMT produkuje vysoké výnosy vo veľmi krátkom čase. Kompatibilné s takmer akýmkoľvek rozpúšťadlom, Hielscher sonda-typ ultrasonicators sa používajú na výrobu bioaktívnych zlúčenín farmaceutickej kvality na použitie vo výskumnom a lekárskom prostredí, ako aj na prípravu vzoriek pred analytickým testovaním kvality a účinnosti. Preto, Hielscher ultrasonicators môžu uľahčiť lekársky DMT a botanický výskum mnohými spôsobmi.
Najbežnejším zdrojom indolového akaloidu N,N-dimetyltryptamínu (DMT) v strome jurema, pochádza z koreňov Mimosa hostilis (všeobecne známych ako jurema preta). Ayahuasca je tradičný názov pre iný druh rastlín, v ktorom sú listy kríka Psychotria viridis bohaté na DMT.
Kôra koreňa mimózy (tiež mimosa tenuiflora, koreňová kôra Mimosa Hostilis; abbrev. MHRB) a listy ayahuasca obsahujú rôzne bioaktívne zlúčeniny, ktoré sa v súčasnosti skúmajú v klinických štúdiách týkajúcich sa ich potenciálu ako terapeutického liečiva. Kôra koreňa mimózy obsahuje triesloviny, saponíny, tryptamíny, alkaloidy, lipidy, fytoindoly, xylózu, fytosteroly, glukozidy, rhamnózu, arabinózu, metoxychalkóny, lupeol a kukulkaníny. Tieto bioaktívne zlúčeniny môžu byť efektívne extrahované z koreňovej kôry pomocou ultrazvukových sondových prístrojov. Ultrazvuková extrakcia je vynikajúcou technikou na izoláciu cieľových látok, ako sú alkaloidy, z botanického materiálu, ako je kôra koreňa mimózy a listy ayahuasca. Sonikácia vyniká tým, že poskytuje vysoké výťažky vo veľmi krátkom čase extrakcie. Mierne procesné podmienky zaisťujú najvyššiu kvalitu extraktu, ktorá zabraňuje nežiaducej degradácii aktívnych molekúl.

Ultrazvuková extrakcia a čistenie fytochemikálií z rastlín: Obrázok ukazuje ultrazvukom typu sondy UP400ST, vákuový filter Büchi a rotor-výparník na extrakciu kurkumínu.

Nastavenie extrakcie pre botanickú izoláciu: sonda typu ultrasonicator UP400St, Büchiho vákuový filter a rotor-odparovač na extrakciu fytochemikálií, ako sú alkaloidy a fenoly.

Ultrazvukové extraktory z Hielscher umožňujú spoľahlivú a efektívnu výrobu veľkých množstiev alkaloidných extraktov. Ultrazvuková extrakcia poskytuje vysoké výťažky alkaloidov vynikajúcej kvality v krátkom čase spracovania.

Ultrazvukový extraktor UIP2000hdT s farmaceutickou šaržou z nehrdzavejúcej ocele na priemyselnú výrobu alkaloidných extraktov.

Žiadosť o informácie





 

V tejto prezentácii vám predstavíme výrobu rastlinných extraktov. Vysvetľujeme výzvy výroby vysoko kvalitných botanických extraktov a ako vám sonikátor môže pomôcť prekonať tieto výzvy. Táto prezentácia vám ukáže, ako funguje ultrazvuková extrakcia. Dozviete sa, aké výhody môžete očakávať pomocou ultrazvukom pre extrakciu a ako môžete implementovať ultrazvukový extraktor do vašej výroby extraktu.

Ultrazvuková botanická extrakcia - Ako používať ultrazvukom na extrakciu botanických zlúčenín

Miniatúra videa

 

Hielscher Ultrasonicators pre efektívnu extrakciu alkaloidov

Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrába a distribuuje vysoko výkonné ultrazvukové extraktory, ktoré sa používajú na vedecký výskum, ako aj na výrobu extraktov farmaceutickej kvality.
Vynikajúca účinnosť odsávania:Ultrazvukom asistovaná extrakcia je vedecky overená technika s mimoriadne vysokou účinnosťou, pokiaľ ide o extrakciu bioaktívnych zlúčenín z rastlín. Zatiaľ čo tradičné metódy často trvajú dlho (niekoľko hodín až dní), ultrazvuková botanická extrakcia trvá len niekoľko minút.

Vysoký výťažok a vynikajúca kvalita extraktu s Hielscher Ultrasonicators

Extrakcia poháňaná ultrazvukom umožňuje úplné uvoľnenie bioaktívnych zlúčenín z rastlinného materiálu. Ultrazvuková kavitácia rozbije bunkovú matricu a efektívne uvoľňuje bioaktívne molekuly do okolitého rozpúšťadla. Porovnávacie štúdie preukázali, že sonikácia poskytuje vyššie výťažky extraktu ako iné extrakčné techniky (napr. Soxhlet, macerácia, odvar, infúzia). Ultrazvuková extrakcia je kompatibilná s akýmkoľvek rozpúšťadlom a umožňuje tým aj použitie veľmi jemného rozpúšťadla, ako je voda alebo vodný etanol. Pokiaľ ide o špecifické požiadavky na extrakciu, je možné zvoliť polárne a nepolárne rozpúšťadlá a prepínanie medzi rozpúšťadlami nie je problém. Presná kontrola parametrov procesu (napr. amplitúda), použitie jemných rozpúšťadiel a presná regulácia teploty zabraňujú degradácii a kontaminácii bioaktívnych zlúčenín (napr. alkaloidy, polyfenoly, flavonoidy, kanabinoidy atď.) počas ultrazvukovej extrakcie.

Všestranná aplikácia Hielscher Ultrasonicators

Zatiaľ čo alternatívne extrakčné techniky (napr. superkritický CO2, extrakcia rozpúšťadlom, perkolácia atď.) sú často použiteľné iba na extrakciu špecifických molekúl v závislosti od molekulovej hmotnosti, rozpustnosti a citlivosti na teplo, extrakcia s Hielscher vysokovýkonné ultrazvukové prístroje umožňujú všestrannú extrakciu akejkoľvek botanickej zlúčeniny. Ultrazvukom asistovanú extrakciu je možné spoľahlivo použiť na extrakciu širokospektrálnych extraktov obsahujúcich bioaktívne zlúčeniny, ako sú polyfenoly, alkaloidy, antrachinóny, flavonoidy, glykozidy, lipidy, pektín a polysacharidy.

Vynikajúca energetická účinnosť a šetrnosť k životnému prostrediu

Spotreba energie ultrazvukom asistovanej extrakcie je zďaleka nižšia ako tradičné metódy extrakcie liečivých zlúčenín z rastlín.

Spoľahlivosť vďaka štandardizácii procesov s Hielscher Ultrasonics

Hielscher ultrasonicators môžu byť diaľkovo ovládané prostredníctvom ovládania prehliadača. Parametre ultrazvukom je možné monitorovať a presne prispôsobiť požiadavkám procesu.Hielscher ultrasonicators umožňujú presnú kontrolu nad všetkými parametrami ultrazvukového procesu, ako je amplitúda, intenzita, trvanie, a teplota. Parametre procesu sa dajú ľahko ovládať a sú nepretržite monitorované. Okrem toho sú všetky parametre procesu automaticky protokolované ako súbor CSV na vstavanej SD karte. To umožňuje operátorovi revidovať sonikačné behy, optimalizovať proces extrakcie a zabezpečiť konzistentnú kvalitu extraktu. Hielscher ultrasonicators umožňujú výrobcom vyrábať botanické extrakty vynikajúcej kvality a uľahčovať dodržiavanie správnej výrobnej praxe (GMP).

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šarže prietok Odporúčané Devices
1 až 500mL 10 až 200mL/min UP100H
10 až 2000mL 20 až 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 02 až 4 l / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
15 až 150 l 3 až 15 l/min UIP6000hdT
neuv 10 až 100 l / min UIP16000
neuv väčšia strapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Prosím, použite formulár nižšie požiadať o ďalšie informácie o ultrazvukové procesory, aplikácie a ceny. Budeme radi diskutovať o vašom procese s vami a ponúknuť vám Ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky!









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Ultrazvuková botanická extrakcia poskytuje vyššie výnosy. Homogenizátor Hielscher UIP2000hdT s výkonom 2000 W je dostatočne výkonný na to, aby ľahko extrahoval dávky z 10 litrov na 120 litrov.

Ultrazvuková extrakcia rastlinných látok - 30 litrov na dávku 8 galónov

Miniatúra videa

Ultrazvukové high-shear homogenizers sa používajú v laboratóriu, bench-top, pilotné a priemyselné spracovanie.

Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.



Literatúra/referencie

Fakty stojí za to vedieť

Čo sú alkaloidy?

Alkaloidy tvoria triedu prirodzene sa vyskytujúcich dusíkatých zlúčenín s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré sa často nachádzajú ako sekundárne metabolity v rastlinnej ríši. Alkaloid obsahuje aspoň jeden atóm dusíka. Alkaloidy sa biochemicky syntetizujú z jednej z nasledujúcich troch bežných aminokyselín – lyzín, tyrozín a tryptofán.
V rastlinách alkaloidy vo všeobecnosti existujú ako soli organických kyselín, ako sú kyseliny octové, jablčné, mliečne, citrónové, šťaveľové, vínne, tanínové a iné. Niektoré slabé základné alkaloidy (ako je nikotín) sa voľne vyskytujú v prírode. Niekoľko alkaloidov sa tiež vyskytuje ako glykozidy cukru, ako je glukóza, rhamóza a galaktóza, napríklad alkaloidy skupiny solanum (solanín), ako amidy (piperín) a ako estery (atropín, kokaín) organických kyselín (porovnaj Ramawat a kol., 2009).
Mnohé alkaloidy sú bioaktívne zlúčeniny, ktoré vykazujú liečivé alebo terapeutické účinky. Napríklad špecifické typy alkaloidov sa používajú na liečbu rôznych chorôb vrátane malárie, diabetikov, špecifických typov rakoviny, srdcovej dysfunkcie, depresie atď.
Keďže mnohé alkaloidy vykazujú silné bioaktívne vlastnosti, ich použitie ako liečivá, narkotík, stimulantov a jedov bolo buď prijaté, alebo je predmetom vedeckého výskumu. Morfín, známy alkaloid z papaverského somniferum maku, sa v dnešnej medicíne používa ako farmaceutický liek. Chinín a kodeín sú dva ďalšie alkaloidné typy používané na lekárske účely. Pod lekárskym dohľadom a pri lekársky predpísaných dávkach sú alkaloidy farmakologicky užitočné. Pri nesprávnom použití však niektoré alkaloidy môžu byť pri vysokých dávkach toxické. Alkaloidný strychnín sa napríklad používa ako vysoko účinný toxín používaný ako pesticíd proti malým stavcom.

Príklady niektorých alkaloidov v rastlinách

Compounds Plant Source Effects and Applications
Morphine Papaver somniferum Analgesic
Camptothecin Camptotheca acuminata Anticancer
Atropine Hyoscyamus niger Treatment of intestinal spasms, antidote to other poisons
Vinblastine Catharanthus roseus Anticancer
Codeine Papaver somniferum Analgesic, antitusive
Caffeine Coffea arabica Stimulant, natural pesticide
Nicotine Nicotiana tabacum Stimulant, tranquillizer
Cocaine Erythroxylon coca Stimulant of the central nervous system, local anesthetic
N,N-dimethyltryptamine Mimosa hostilis, Psychotria viridis Hallucinogenic, entheogenic
Mitragynine Mitragyna speciosa Analgesic, psychoactive


Vysoko výkonné ultrazvukom! Hielscherov sortiment pokrýva celé spektrum od kompaktného laboratórneho ultrasonicatora cez bench-top jednotky až po plne priemyselné ultrazvukové systémy.

Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.


Radi prediskutujeme váš proces.

Poďme sa skontaktovať.