Visoko učinkovita ekstrakcija artemisinina z ultrazvočno razbijanjem
Artemisinin se lahko učinkovito ekstrahira z visoko zmogljivo ultrazvočno razbijanjem. Ultrazvočna ekstrakcija daje zelo visoke donose artemisinina z uporabo blagih topil. Postopek ekstrakcije z ultrazvokom se drastično pospeši. Pogoji obdelave v ultrazvočnih ekstraktorjih so natančno nadzorovani, kar omogoča preprečevanje razgradnje toplotno občutljive biomolekule artemisinina.
Ekstrakcija artemisinina
Artemisinin je bioaktivna molekula, ki je prisotna v trihomnih žlezah rastline Artemisia annua, ki se uporablja kot zdravilo proti malariji in kaže velik potencial kot zdravilo za zdravljenje številnih drugih bolezni, vključno z rakom in SARS-CoV-2. Tradicionalna metoda ekstrakcije vključuje strupena topila in je drag, neoptimalen postopek. Za proizvodnjo artemisinina v velikem obsegu v okoljsko in ekonomsko ugodnih pogojih je potrebna učinkovita in zelena tehnika ekstrakcije. Ultrazvočna ekstrakcija je široko uveljavljena metoda ekstrakcije, ki se lahko uporablja v kombinaciji z vodo ali etanolom kot nestrupena topila. Ultrazvočna ekstrakcija je že dokazana, da ima visoke donose artemisinina, tako da se lahko proizvodnja artemisinina hitro poveča na velike količine. Ultrazvočna ekstrakcijska oprema za serijsko in linijsko obdelavo na industrijski ravni je na voljo
Ultrazvočni ekstraktor UIP2000hdT za industrijsko serijsko ekstrakcijo artemisinina iz listov Artemisia annua.
Ultrazvočna ekstrakcija artemisinina iz Artemisia annua
Uporaba močnega ultrazvoka za ekstrakcijo izstopa z drugimi metodami ekstrakcije v različnih glavnih dejavnikih, vključno z donosom, časom ekstrakcije, prijaznostjo do okolja in stroškovno učinkovitostjo.
Pomanjkljivosti tradicionalne ekstrakcije artemisinina
Tradicionalne metode ekstrakcije artemisinina so dolgotrajne, lahko poškodujejo bioaktivne molekule artemisinin zaradi visokih temperatur in imajo velik vpliv na okolje zaradi organskih topil, ki se uporabljajo pri visokih temperaturah. Poleg tega je v nadaljnjem procesu potrebno obsežno čiščenje, da se odstranijo nečistoče iz surovega ekstrakta.
Prednosti ultrazvočne ekstrakcije artemisinina
Uporaba močnega ultrazvoka za ekstrakcijo ima več pozitivnih učinkov, ki intenzivirajo proces ekstrakcije: Visoko zmogljiv ultrazvok ustvarja akustično kavitacijo. Ta akustična kavitacija spodbuja botanično ekstrakcijo s celičnimi motnjami, tako da se ujete biomolekule sproščajo iz celične matrice rastline. Poleg tega kavitacijske sile okrepijo prenos mase in učinkovito prenašajo biomolekule, kot je artemisinin, v okoliško topilo. Načelo delovanja ultrazvočne ekstrakcije lahko prispeva k čisto mehanskim silam kavitacije. To pomeni, da je ultrazvočno razbijanje netoplotna, nekemična tehnika ekstrakcije. Ker je tehnika netermične ekstrakcije, je ultrazvočna ekstrakcija še posebej ugodna, saj je artemisinin toplotno občutljiva spojina, kar pomeni, da bodo višje temperature (npr. 70 ° C) povzročile njeno razgradnjo. Zato Artemisia annua L. ni bilo mogoče kuhati v vroči vodi, da bi dobili artemisinin.
- Višji donos
- Vrhunska kakovost
- Hitra ekstrakcija
- Izberite želeno topilo
- Brez toplotne razgradnje
- Deluje s svežimi in posušenimi listi
- Natančno nadzorovani pogoji
- Stroškovno učinkovit
Zelena topila za ultrazvočno ekstrakcijo artemisinina
Klasična ekstrakcijska topila, ki se uporabljajo za proizvodnjo artemisinina, vključujejo heksan, naftni eter ali diklorometan. Ultrazvočna ekstrakcija je združljiva z vsemi topili, vključno z blagimi, zelenimi topili, kot sta etanol ali voda. Ultrazvočna ekstrakcija artemisinina z etanolom je enako učinkovita v primerjavi z ostrimi topili. Ker artemisinin kaže slabo vodotopnost, se ciklodekstrini lahko uporabijo za izboljšanje ultrazvočne ekstrakcije artemisinina s hladno vodo.
Zakaj je ultrazvočna ekstrakcija artemisinina tako učinkovita?
Da bi razumeli prednosti ultrazvočno podprte ekstrakcije, je treba razumeti princip delovanja ultrazvoka. Mehanizem intenziviranja ekstrakcije močnega ultrazvoka se v glavnem pripisuje pojavu akustične kavitacije. Ultrazvočna kavitacija povzroča trke med delci botanične biomase (kot so listi Artemisia annua L.), kar ima za posledico interposebno frakcioniranje in zmanjšanje velikosti delcev. Ko se kavitacijski mehurčki zrušijo na površini rastlinskih trdnih snovi, erozija in sonoporacija še povečata površino delcev. S tem okrepljen prenos mase olajša sproščanje molekul, kot so beljakovine, lipidi, sladkorji, vitamini, antioksidanti, fitokemikalije (npr. Artemisinin) in prehranske vlaknine. Ultrazvočno ustvarjene strižne sile izboljšajo prodiranje topila v celični matriks botanične snovi in izboljšajo prepustnost celičnih membran. Ti mehanizmi ultrazvočne moči so odgovorni za znatno intenziviranje procesa, ki se doseže, ko se ultrasonication uporablja za botanično ekstrakcijo.
Močni ultrazvočni valovi motijo celično strukturo rastlin, sproščajo bioaktivne spojine in spodbujajo prenos mase med rastlinskim materialom in topilom (npr. Etanol).
Ultrazvočni zvočnik UP400St (400 vatov) za šaržno ekstrakcijo artemisinina.
Raziskovalno dokazani rezultati ultrazvočne ekstrakcije artemisinina
Izvedenih je bilo več znanstvenih študij, da bi raziskali učinkovitost in izvedljivost ultrazvočne ekstrakcije artemisinina iz listov Artemisia annua.
Briars in Paniwnyk sta pokazala, "da ultrazvok pri nizkih temperaturah poveča donos artemisinina, pridobljenega iz A. annua, za približno 58%, izvlečki pa se zdijo čistejši v primerjavi s konvencionalnim namakanjem; Zato ima uporaba ultrazvoka med ekstrakcijo potencial za proizvodnjo cenejših zdravljenj na osnovi artemisinina. (Briars in Paniwnyk, 2013)
(2017) so raziskovali ultrazvočno ekstrakcijo artemisinina z uporabo propilen glikol metil etra (PGME) kot topila. Ultrazvočno proizveden izvleček artemisinina je bil analiziran z uporabo ultra zmogljive tekočinske kromatografije (UPLC). Rezultati analize so poudarili kakovost ekstrakta. Zaradi dobre ponovljivosti procesa in stabilnosti ekstrahiranega artemisinina ultrazvočno podprta ekstrakcija z uporabo zelenega in učinkovitega monoeter propilenglikol metil etra (PGME) kot topila kaže velike možnosti pri ekstrakciji in ločevanju bioaktivnih molekul iz rastlin. Ultrazvočna ekstrakcija z uporabo propilen glikol metil etra (PGME) kot topila je povzročila visoko splošno učinkovitost ekstrakcije in visoke donose artemisinina. (prim. Zhang et al., 2017)
(2020) predstavljajo ultrazvočno ekstrakcijo artemisinina z uporabo hidroksipropil-β-ciklodekstrina. Dodatek ciklodekstrina izboljša sproščanje slabo vodotopne spojine artemisinin in omogoča uporabo vode kot topila z dobrimi izkoristki ekstrakcije. Ultrazvočna ekstrakcija v kombinaciji s ciklodekstrinom je povečala količino artemisinina na 8,66 mg / g, kar je bistveno več od ustrezne količine 1,70 mg / g, dobljene v vodi.
Visoko zmogljivi ultrazvočni ekstraktorji za proizvodnjo artemisinina
Visoko zmogljivi ultrazvočni ekstrakcijski sistemi podjetja Hielscher Ultrasonics se uporabljajo po vsem svetu na R&D, majhne, srednje velike in popolnoma komercialne ravni proizvodnje v različnih panogah, kot so hrana, prehranska dopolnila in farmacevtska proizvodnja. Visoko zmogljivi ultrazvočni ekstraktorji okrepijo proces ekstrakcije in povečajo donos, s čimer izboljšajo splošno učinkovitost visokokakovostne proizvodnje ekstraktov. Hielscher Ultrasonics ponuja opremo za ekstrakcijo za vsak volumen / procesno zmogljivost. Z izkušnjami z botanično ekstrakcijo že več kot 25 let je Hielscher Ultrasonics vaš zaupanja vreden partner za visoko zmogljivo ultrazvočno ekstrakcijo iz Artemisia annua!
Visoko zmogljivi, najsodobnejši ultrazvočni aparati
Pametne funkcije Hielscher ultrazvočnih aparatov so zasnovane tako, da zagotavljajo zanesljivo delovanje, ponovljive rezultate in prijaznost do uporabnika. Do nastavitev delovanja lahko enostavno dostopate in jih izberete prek intuitivnega menija, do katerega lahko dostopate prek digitalnega barvnega zaslona na dotik in daljinskega upravljalnika brskalnika. Zato se vsi pogoji obdelave, kot so neto energija, skupna energija, amplituda, čas, tlak in temperatura, samodejno zabeležijo na vgrajeno kartico SD. To vam omogoča, da pregledate in primerjate prejšnje ultrazvočne vožnje in optimizirate postopek ekstrakcije artemisinina do najvišje učinkovitosti.
Hielscher Ultrasonics sistemi se uporabljajo po vsem svetu za proizvodnjo visokokakovostnih rastlinskih izvlečkov. Hielscher industrijski ultrazvočni aparati lahko zlahka izvajajo visoke amplitude v neprekinjenem delovanju (24/7/365). Amplitude do 200 μm se lahko enostavno kontinuirano ustvarjajo s standardnimi sonotrodami (ultrazvočne sonde / rogovi). Za še višje amplitude so na voljo prilagojene ultrazvočne sonotrode. Zaradi svoje robustnosti in nizkega vzdrževanja so naši ultrazvočni ekstrakcijski sistemi običajno nameščeni za težke aplikacije in v zahtevnih okoljih.
Kontaktirajte nas zdaj, če želite izvedeti več o ultrazvočni ekstrakciji artemisinina iz rastline Artemisia annua. Z veseljem vam bomo poslali informacije o naših ultrazvočnih ekstrakcijskih sistemih in cenah! Naše izkušeno osebje bo z veseljem razpravljalo o vaši prijavi in zahtevah za obdelavo!
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje za mešanje, disperzijo, emulgacijo in ekstrakcijo v laboratorijski, pilotni in industrijski ravni.
Literatura / Reference
- 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.
Kaj je artemisinin in za kaj se uporablja?
Artemisinin je spojina, pridobljena iz rastline Artemisia annua, splošno znana kot sladki pelin. Znan je predvsem po svojih antimalarijskih lastnostih in se uporablja pri zdravljenju malarije. Artemisinin in njegovi derivati so bili zelo učinkoviti proti sevom malarije, odpornim na zdravila, zaradi česar so ključnega pomena v boju proti bolezni.
Kar zadeva industrijsko uporabo, je artemisinin zanimiv za različne potencialne aplikacije zunaj medicine. Izkazal se je za obetavnega na različnih področjih, kot je kmetijstvo, kjer lahko deluje kot naravni herbicid in pesticid. Poleg tega se izvajajo raziskave, da bi raziskali njegovo potencialno uporabo pri zdravljenju raka. Te aplikacije se znanstveno preučujejo in preizkušajo v pilotnem obsegu za uporabo na različnih industrijskih področjih.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.