Artemisininu možno efektívne extrahovať pomocou vysokovýkonnej ultrazvukom. Ultrazvukový extrakcie dáva veľmi vysoké výnosy artemisininu pomocou miernych rozpúšťadiel. Proces extrakcie ultrazvukom sa drasticky urýchľuje. Podmienky spracovania v ultrazvukových extraktoroch sú presne kontrolovateľné, čo umožňuje zabrániť degradácii tepelne citlivého biomolekulového artemisininu.

Extrakcia artemisininu

Artemisininu je bioaktívna molekula prítomná v trichomových žľazách rastliny Artemisia annua, ktorá sa používa ako liek proti malárii a vykazuje vysoký potenciál ako liek na liečbu niekoľkých ďalších ochorení vrátane rakoviny a SARS-CoV-2. Tradičná metóda extrakcie zahŕňa toxické rozpúšťadlá a je to drahý, suboptimálne proces. Na výrobu artemisinu vo veľkom rozsahu za environmentálne a ekonomicky priaznivých podmienok je potrebná účinná a ekologická ťažobná technika. Ultrazvuková extrakcia je široko zavedená metóda extrakcie, ktorá môže byť použitá v kombinácii s vodou alebo etanolom ako netoxické rozpúšťadlá. Ultrazvukový extrakcie už bolo preukázané, že úľ vysoké artemisininu výnosy, takže artemisininu produkcie môže byť rýchlo zmenšený na veľké objemy. Ultrazvukové extrakčné zariadenia pre dávkové a in-line spracovanie na priemyselnej úrovni sú ľahko dostupné.

Ultrazvukový extrakcie artemisininu z Artemisia annua

Použitie ultrazvuku výkonu pre extrakciu vyniká inými extrakčnými metódami v rôznych hlavných faktoroch, vrátane výnosu, času extrakcie, ekologickej a nákladovej efektívnosti.

UP100H s MS14 sonotrode pre extrakciu rastlinných, ako je artemisininu z listov Artemisia annua

Nevýhody tradičnej extrakcie artemisininu

Tradičné metódy extrakcie artemisininu sú časovo náročné, môžu poškodiť bioaktívne molekuly artemisininu v dôsledku vysokých použitých teplôt a majú vysoký vplyv na životné prostredie v dôsledku organických rozpúšťadiel používaných pri vysokých teplotách. Okrem toho je v následnom procese potrebné rozsiahle čistenie na odstránenie nečistôt zo surového extraktu.

Výhody ultrazvukovej extrakcie artemisininu

Použitie výkon ultrazvuk pre extrakciu má niekoľko pozitívnych účinkov, ktoré zintenzívňujú proces extrakcie: Vysokovýkonný ultrazvuk vytvára akustickú kavitáciu. Táto akustická kavitácia podporuje botanickú extrakciu narušením buniek, takže uchytené biomolekuly sa uvoľňujú z bunkovej matrice rastliny. Okrem toho cavitational sily zintenzívniť hromadný prenos prepravu biomolekulov, ako je artemisininu efektívne do okolitého rozpúšťadla. Pracovný princíp ultrazvukovej extrakcie môže prispieť k čisto mechanickým silám kavitácie. To znamená, že ultrazvukom je netepelná, nechemická extrakčná technika. Keďže je netepelná extrakčná technika, ultrazvuková extrakcia je obzvlášť priaznivá, pretože artemisininu je tepelne citlivá zlúčenina, čo znamená, že vyššie teploty (napr. 70 ° C) spôsobia jej rozklad. V dôsledku toho artemisia annua L. nemohla byť varená v horúcej vode na získanie artemisininu.

Zelené rozpúšťadlá pre ultrazvukovú extrakciu artemisininu

Klasické extrakčné rozpúšťadlá používané na výrobu artemisininu zahŕňajú hexán, ropný éter alebo dichlórmetán. Ultrazvukom riadená extrakcia je kompatibilná s akýmkoľvek rozpúšťadlom vrátane jemných zelených rozpúšťadiel, ako je etanol alebo voda. Ultrazvuková extrakcia artemisininu etanolom je rovnako účinná v porovnaní s drsnými rozpúšťadlami. Ako artemisininu vykazuje zlé vody-rozpustnosť cyklodextríny môžu byť použité na zlepšenie ultrazvukové studenej vody extrakcie artemisininu.

Čo robí ultrazvukové artemisininu extrakcie tak efektívne?

Ak chcete pochopiť výhody rozpúšťadle asistovanej extrakcie, musí sa chápať pracovný princíp ultrazvuku výkonu. Extrakcia zintenzívňujúci mechanizmus výkon ultrazvuku sa pripisuje hlavne fenoménu akustickej kavitácie. Ultrazvukový kavitácie spôsobuje zrážky medzi časticami botanickej biomasy (ako artemisia annua L. listy), čo má za následok medzipartikulárne frakcionovanie a zníženie veľkosti častíc. Keď kavitácie bubliny kolaps na povrchu rastlinných pevných látkach, erózia a sonoporácia zväčšiť povrch častíc ďalej. Tým zintenzívnený prenos hmoty uľahčuje uvoľňovanie molekúl, ako sú bielkoviny, lipidy, cukry, vitamíny, antioxidanty, fytochemiky (napr. artemisininu) a vlákniny. Rozpúšťadle generované nožnicové sily zlepšujú penetráciu rozpúšťadla do bunkovej matrice botanickej hmoty a zlepšujú priepustnosť bunkových membrán. Tieto mechanizmy výkonu ultrazvukom sú zodpovedné za významné proces intenzifikácie dosiahnuté, keď ultrazvukom sa aplikuje na botanickú extrakciu.

Výskum-overené výsledky ultrazvukovej extrakcie artemisininu

Niekoľko vedeckých štúdií boli vykonané s cieľom preskúmať účinnosť a praktickosť ultrazvukového artemisininu extrakcie z listov Artemisia annua.

Briars a Paniwnyk ukázali, "že ultrazvuk pri nízkych teplotách zvyšuje výnos artemisininu extrahovaného z A. annua o približne 58% a extrakty sa zdajú čistejšie v porovnaní s konvenčným máčaním; preto použitie ultrazvuku počas extrakcie má potenciál produkovať nižšie náklady artemisininu-založené liečby." (Briars a Paniwnyk, 2013)

Zhang et al. (2017) skúmal ultrazvukové artemisininu extrakcie pomocou propylénglykol metyléter (PGME) ako rozpúšťadlo. Rozpúšťadle vyrobené artemisininu extrakt bol analyzovaný pomocou ultravýkonnej kvapalinovej chromatografie (UPLC). Výsledky analýzy zdôraznili kvalitu extraktu. Vzhľadom k dobrému procesu opakovateľnosť a stabilita extrahovaného artemisininu, rozpúšťadle asistovanej extrakcie pomocou zelenej a účinnej monoéter propylénglykol metyléter (PGME) ako rozpúšťadlo ukazuje veľké vyhliadky pri extrakcii a oddelení bioaktívnych molekúl z rastlinných rastlinných. Ultrazvuková extrakcia s použitím propylénglykol metyléteru (PGME) ako rozpúšťadla viedla k vysokej celkovej účinnosti extrakcie a vysokým výnosom artemisininu. (porovnaj Zhang a kol., 2017)

V inej štúdii, Zhang et al. (2020) predstavujú ultrazvukovú extrakciu artemisininu pomocou hydroxypropyl-β-cyklodextrínu. Pridanie cyklodextrínu zlepšuje uvoľňovanie zle vo vode rozpustnej zlúčeniny artemisininu a umožňuje používať vodu ako rozpúšťadlo s dobrými extrakčnými výťažnosťami. Ultrazvuková extrakcia v kombinácii s cyklodextrínom zvýšila množstvo artemisininu na 8,66 mg/g, čo je výrazne viac ako zodpovedajúce množstvo 1,70 mg/g získané vo vode.

Vysokovýkonné ultrazvukové extraktory pre výrobu artemisininu

Vysokovýkonné ultrazvukové extrakčné systémy od Hielscher Ultrasonics sa používajú po celom svete na R&D, malé, stredné a plne komerčné úrovne výroby v rôznych odvetviach, ako sú potraviny, výživové doplnky a farmaceutická výroba. Vysokovýkonné ultrazvukové extraktory zintenzívňujú proces extrakcie a zvyšujú výnos, čím zlepšujú celkovú účinnosť vysoko kvalitnej výroby extraktov. Hielscher Ultrasonics ponúka extrakčné zariadenia pre akýkoľvek objem / kapacitu procesu. Majú skúsenosti s botanickej extrakcie pre viac ako 25 rokov, Hielscher Ultrasonics je váš dôveryhodný partner pre vysokovýkonné ultrazvukové extrakcie z Artemisia annua!

Vysokovýkonné, najmodernejšie ultrasonicators
Inteligentné vlastnosti Hielscher ultrasonicators sú navrhnuté tak, aby zaručili spoľahlivú prevádzku, reprodukovateľné výsledky a užívateľskú prívetivosť. Prevádzkové nastavenia sú ľahko prístupné a vytáčané prostredníctvom intuitívneho menu, ktoré je prístupné prostredníctvom digitálneho farebného dotykového displeja a diaľkového ovládania prehliadača. Preto sa na vstavanej SD karte automaticky zaznamenávajú všetky podmienky spracovania, ako je čistá energia, celková energia, amplitúda, čas, tlak a teplota. To vám umožní revidovať a porovnať predchádzajúce ultrazvukom beží a optimalizovať proces extrakcie artemisininu na najvyššiu účinnosť.
Hielscher Ultrasonics systémy sa používajú po celom svete pre výrobu vysoko kvalitných rastlinných extraktov. Hielscher priemyselné ultrasonicators môže ľahko spustiť vysoké amplitúdy v nepretržitej prevádzke (24/7/365). Amplitúdy až do 200 μm môžu byť ľahko nepretržite generované so štandardnými sonotród (ultrazvukové sondy / rohy). Pre ešte vyššie amplitúdy, prispôsobené ultrazvukové sonotród sú k dispozícii. Vďaka svojej robustnosti a nízkej údržbe sú naše ultrazvukové extrakčné systémy bežne inštalované pre náročné aplikácie a v náročných prostrediach.

Kontaktujte nás teraz sa dozviete viac o ultrazvukové extrakcie artemisininu z artemisia annua rastliny. Radi vám pošleme informácie o našich ultrazvukových extrakčných systémoch a cenách! Naši skúsení pracovníci s vami radi prediskutujú vaše požiadavky na žiadosť a spracovanie!
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov: