Ultrazvukové rozšírenie trojfázového rozdelenia
- Trojfázové rozdelenie (TPP) je technika na extrakciu, separáciu a čistenie zložiek, napr. Lipidov, enzýmov, polysacharidov a iných biomolekúl, z biologického materiálu.
- Ultrazvukovo asistované trojfázové rozdelenie vyniká konvenčným TPP vyšším výnosom, lepšou čistotou a výnimočnou rýchlosťou.
- Ultrazvuková technológia TPP je použiteľná pre malé a veľké objemy a môže byť ľahko prispôsobená priemyselnej výrobe.
Ultrazvukové trifázové rozdelenie
Rozdelenie v troch fázach
Trojfázové rozdelenie (TPP) je jednoduchý a účinný jednokrokový proces separácie, čistenia a koncentrácie biomolekúl, ako sú enzýmy, lipidy, polysacharidy atď. Z komplexných zmesí.
TPP sa uskutočňuje postupným pridaním dostatočného množstva soli (typicky síranu amónneho) a organického rozpúšťadla (hlavne Tbutanol /tercbutanolu). Soli ako je síran amónny sa používajú pri určitej nasýtení na vyzrážanie proteínu. Organické rozpúšťadlo, ako je Tbutanol, aby sa vytvorili trojfázové vrstvy a aby sa odstránili zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou, ako sú lipidy, fenoly a niektoré detergenty. od tej doby Tbutanol má vysokú teplotu varu, ale menej horľavý ako etanol a metanol, T-butanol je výhodným rozpúšťadlom pre TPP.
Po spracovaní surového extraktu a dekantácie sa zmes rozdelí na tri rôzne fázy: horné rozpúšťadlo (T-butanol) obsahuje nepolárne zlúčeniny, ktoré sa oddelia od spodnej vodnej fázy (obsahujúcej polárne zlúčeniny) interfaciálnym proteínovým zrazeninou. Požadované proteíny sú selektívne rozdelené na jednu fázu a ďalšie kontaminujúce proteíny do druhej fázy. To spôsobuje čiastočné čistenie a koncentráciu proteínu. Extrakčným procesom je zlúčenie kosmotropického, solenie, izotonického korozpúšťadla a osmolytického vyzrážania proteínov.
Ultrazvukovo vylepšená TPP
Sonikácia zintenzívňuje proces TPP výrazne. Rozpúšťadle asistovanej TPP sa úspešne aplikuje na separáciu a čistenie biomolekúl. Celý rad biomoelcules boli izolované efektívnejšie v kratšom čase. Napríklad enzýmy z rastlín (napr. bromelain, papain, invertáza, polyfenoloxidáza a inhibítory trypsín), zvieratá (napr. trypsín, α-chymotrypsín, chymosin, pepsín a luciferáza) a mikróby (napr. lipáza, α-amyláza, α-galaktosidáza, serratiopeptidáza, cyklodextrín glykozytransferáza a Fibrinolytické enzýmy) boli vyčistené cez ultrazvukové TPP. Ďalšou výhodou ultrazvukového TPP je zvýšená aktivita rôznych enzýmov, čo vedie k zjavným vyšším výnosom (>100%) Vzhľadom k tomu, cielený enzým alebo proteín vyzráža v strednej vrstve medzi organickými a vodnými fázami.
Ultrazvukový TPP môže byť účinne použitý so surovými vzorkami a dá sa ľahko rozšíriť.
Sonication výrazne zlepšuje trojfázové rozdelenie a výsledkom je vyšší výnos a čistota v drasticky kratšom procesnom čase.
- vyšší výnos
- rýchle zotavenie
- vysoká čistota
- úspora času
- lacný
- Easy-to-run
- ekologický
- pre laboratóriá a priemysel
Príklady pre US-TPP
Ultrazvukový TPP na extrakciu astaxantínu
Na extrakciu astaxantínu (AX) sa kombinovaná liečba TPP a sonikácie s Hielscher Up400s je nielen jednoduchá a ľahko použiteľná, ale aj veľmi účinná technika na izoláciu AX od bakteriálnej biomasy Paracoccus NBRC 101723. Prevádzkové premenné sonikácie môžu byť optimalizované, aby sa dosiahli optimálne výsledky extrakcie. Parametre spracovania ultrazvukom majú ako amplitúda, čas, teplota a extrakčná nádoba (veľkosť, tvar) ako aj veľkosť častíc biomasy výrazne ovplyvňujú ultrazvukové uvoľňovanie AX z biomasy. Ultrazvukovanie vlhkej biomasy prináša lepšie výsledky ako ultrazvukový TPP sušenej biomasy na rýchlu a účinnú extrakciu AX. Ultrazvukový TPP vedie k 37% vyššej regenerácii AX ako bežná extrakcia rozpúšťadlom. (porovnaj Chougle a kol., 2013)
Ultrazvukový TPP na oddelenie andrografolidu od Andrographis paniculata
Andrografolid je labdánový diterpenoid, ktorý sa vyznačuje vysokými protizápalovými, antioxidačnými, hepatoprotektívnymi, antikarcinogénnymi a antidiabetickými účinkami. Porovnávacie štúdie ukazujú, že ultrazvukový TPP nielenže zvyšuje výťažok andrografolidu, ale tiež zlepšuje antioxidačnú aktivitu v porovnaní s konvenčným TPP.
Vysokovýkonné ultrazvukové procesory
Hielscher Ultrasonics sa špecializuje na dizajn a výrobu vysokovýkonných ultrazvukových systémov pre extrakciu a mnoho ďalších procesov.
Náš sortiment zahŕňa malé, výkonné laboratórne zariadenia, robustné ultrazvukové lavice a priemyselných vysokovýkonných systémov, Rozvádzač príslušenstvo umožňujú ideálnu adaptáciu ultrazvuku na vaše špecifické požiadavky na proces. Všetky Hielscher ultrazvukové zariadenia sú postavené pre 24/7 prevádzky pri plnom zaťažení.
Naše dlhoročné skúsenosti s ultrazvukovým spracovaním nám umožňujú konzultovať našich klientov z prvých testov s ultrazvukom prostredníctvom krokov optimalizácie a implementácie procesov v priemyselnom meradle.
Použite nižšie uvedený formulár a informujte nás o vašom procese! Radi odporúčame diskutovať o možnostiach a výhodách sonikácie pre vašu žiadosť.
Výkonné a spoľahlivé ultrazvukové zariadenie od laboratória po priemyselné.
Literatúra / Referencie
- Chougle, J.A: et al. (2013): Ultrazvuk asistoval trojfázové delenie (UATPP): Nová technika vyvinutá pre extrakciu astaxantínu z Paracoccus NBRC 101723. CSBE/SCGAB 2013 – Výročná konferencia Univerzita Saskatchewan, Saskatoon, 7.-10. Júla 2013.
- Ketnawa, S. a kol. (2017): Rozdelenie fáz pre separáciu enzýmov: prehľad a najnovšie aplikácie. International Journal of Food Research Journal 24 (1), 2017. 1-24.
- Varakumar, S. a kol. (2017): Zvýšená extrakcia oleoresínu zo zázvoru (Zingiber officinale) s použitím trizifázového rozdeľovania pomocou enzýmu. Food Chemistry 216, 2017, 27-36.
- Yan J.-K. et al. (2018): Ultrazvuk synergický s trojfázovým rozdelením na extrakciu a separáciu polysacharidov Corbicula fluminea a možných relevantných mechanizmov. Ultrasonics Sonochemistry zv. 40, časť A, 2018, 128-134.
Fakty stojí za to vedieť
Rozdelenie v troch fázach (TPP)
TPP je bioseparačná technika založená na rozdelení polárnych zložiek, proteínov a hydrofóbnych zložiek v troch fázach obsahujúcich vodu, síran amónny a t-butanol.
Významné terapeutické a priemyselné enzýmy (napr. Α-galaktoidáza, inhibítory α-amylázy a proteáza) a prírodné zlúčeniny (napr. Diterpény ako forskolín a andrografolid) sa čistia trojfázovým rozdelením. Zatiaľ čo pigmenty, lipidy a inhibítory enzýmov sa hromadia v hornej rozpúšťadlovej fáze, ktorá sa oddelí od spodnej vodnej fázy, v ktorej sa akumulujú polárne zložky, ako sú sacharidy, prostrednou vrstvou vyzrážanou proteínom. od tej doby Tbutanol viaže TPP-vyzrážané proteíny, ktoré sa vyskytujú ako koprecipitáty proteín-t-butanol, plávajú medzi organickou a vodnou vrstvou a môžu sa ľahko oddeliť a čistiť. Vo všeobecnosti sa biomolekuly získavajú v čistej forme v medzifáze, zatiaľ čo kontaminanty sa väčšinou delia na T-butanolu (horná fáza) a vodnej fázy (spodná fáza).
aSTAXANTÍN
Astaxanthin (3, 3 ́-dihydroxy-ß, ß-karotén 4, 4 ́-dión) je Keto-karotenoid, ktorý patrí do triedy terpény. Ako tetraterpenoid je postavený z piatich uhlíkových prekurzorov, isopentenyl difosfát, a dimetylallyl difosfát. Astaxanthin je žlto-oranžové rastliny pigmentované, a preto klasifikovaný ako xanthophyll. Astaxanthin sa vyskytuje hlavne v mikroriasy, kvasinky, salmonoidy, pstruh, Krill, krevety, raky, a kôrovce. Ako vysoko silný Voľný radikálny Scavenger, kožné protectant, anticarcinogénny a ako Enhancer imunitného systému, astaxantín sa používa ako doplnok a ako doplnková látka v potravinách, farmaceutík a kozmetiky. Ultrazvukové TPP zlepšuje proces extrakcie a separácie astaxantínu z prírodných zdrojov a robí svoju ekonomickú produkciu uplatniteľnú na priemyselnú úroveň.
UIP1000hdT – 1kW priemyselný ultrazvukovač