Ultrazvočno izboljšana trifazna particija
- Trifazna razdelitev (TE) je tehnika za ekstrahiranje, ločevanje in čiščenje komponent, npr. Lipidov, encimov, polisaharidov in drugih biomolekul iz biološkega materiala.
- Ultrazvočno podprta trifazna particija odlikuje konvencionalno TE z višjim izkoristkom, izboljšano čistostjo in izjemno hitrostjo.
- Ultrazvočna toplotna črpalka se uporablja za majhne in velike količine ter se lahko enostavno prilagodi industrijski proizvodnji.
Ultrazvočno trifazno partitoniranje
Trifazna particija
Trifazna razdelitev (TPP) je preprost in učinkovit postopek v enem koraku za ločevanje, čiščenje in koncentracijo biomolekul, kot so encimi, lipidi, polisaharidi itd. Iz kompleksnih zmesi.
TPP opravi zaporedno dodajanje zadostne količine soli (značilno amonijevega sulfata) in organskega topila (večinoma T-butanol /terc.-butanol). Soli, kot je amonijev sulfat, uporabljamo pri določeni nasičenosti, da precipitate protein. Organsko topilo, kot je npr T-butanola, da se tvorijo trifazne plasti in odstranijo spojine z nizko molsko maso, kot so lipidi, fenoli in nekateri detergenti. Od T-butanol ima visoko vrelišče, vendar manj vnetljivo kot etanol in metanol, T-butanol je prednostno topilo za TE.
Po obdelavi surovega ekstrakta in dekantacije se mešanica razdeli na tri različne faze: zgornje topilo (T-butanol) faza vsebuje nepolarne spojine, ki so ločene od spodnje vodne faze (ki vsebuje polarne spojine) s precipitacijo vmesnih proteinov. Želene proteine se selektivno razdelimo na eno fazo in druge kontaminantne beljakovine v drugo fazo. To povzroča delno čiščenje in koncentracijo proteina. Postopek ekstrakcije je združitev kosmotropa, soljenja, izotoničnega sokolventa in osmolitičnega obarjanja proteinov.
Ultrazvočno izboljšana TE
Ultrazvoka stopnjuje proces TPP bistveno. Ultrazvočno podprto TPP se uspešno uporablja za ločevanje in čiščenje biomolekule. Široko paleto biomoelcules so bili izolirani bolj učinkovito v krajšem času. Na primer, encimi iz rastlin (npr. bromelain, papain, invertaze, polifenol oksidaze in Tripsin zaviralci), živali (npr. Tripsin, α-Chymotrypsin, chymosin, pepsina in luciferaza) in mikrobov (npr. lipaze, α-amilaza, α-galaktozidaza, serratiopeptidase, ciklodekstrin glikosyltransferazo, in fibrinolitičnih encimov) so bili prečiščeni preko ultrazvočni TPP. Dodatna korist ultrazvočne TPP je povečana aktivnost različnih encimov, kar je povzročilo očitne višje donose (>100%) ker ciljni encim ali beljakovina oborina v srednjem sloju med organskimi in vodne faze.
Ultrasonic TPP se lahko učinkovito uporablja s surovimi vzorci in ga je mogoče enostavno povečati.
Sonikacija bistveno izboljša trifazne particije in povzroči večji donos in čistost v drastično krajšem procesu.
- višji dobitek
- hitro okrevanje
- visoke čistosti
- prihranek časa
- poceni
- enostavno za vožnjo
- ekološki
- za laboratorij in industrijo
Primeri za US-TPP
Ultrazvočna TE za ekstrakcijo astaksantina
Za ekstrakcijo astaksantina (AX), kombinirano obdelavo TPP in sonication z Hielscherjevim UP400S ni enostavno in enostavno uporabljati, temveč tudi zelo učinkovita tehnika izoliranja AX iz bakterijske biomase Paracoccus NBRC 101723. Operativne spremenljivke sonifikacije lahko optimiziramo, da dobimo optimalne rezultate ekstrakcije. Ultrazvočni obdelovalni parametri, kot amplituda, čas, temperatura in ekstrakcijska posoda (velikost, oblika) kot tudi velikost delcev biomase, vplivajo na ultrazvočno sproščanje AX iz biomase znatno. Ultrasonizacija mokre biomase daje boljše rezultate kot ultrazvočna TPP sušene biomase za hitro in učinkovito pridobivanje AX. Ultrazvočna TPP povzroči 37% večjo okrevanje AX od običajne ekstrakcije topila. (primer Chougle et al., 2013)
Ultrazvočna TE za ločevanje andrografolida iz Andrographis paniculata
Andrografolid je labdanski diterpenoid, ki ga cenijo zaradi visokega protivnetnega, antioksidativnega, hepatoprotektivnega, proti-kancerogenega in anti-diabetičnega učinka. Primerjalne študije kažejo, da ultrazvočna toplotna črpalka ne le poveča donosnost andrografolida, temveč tudi izboljša antioksidativno aktivnost v primerjavi s konvencionalnimi TE.
Visoko zmogljivi ultrazvočni procesorji
Hielscher Ultrazvoka je specializirana za načrtovanje in proizvodnjo visoko zmogljivih ultrazvočnih sistemov za pridobivanje, kot tudi številne druge procese.
Naša paleta izdelkov zajema majhne, močne laboratorijske naprave, robustne ultrazvočne naprave na klopi in industrijski visokozmogljivi sistemi. Kolektor Dodatna oprema omogočajo idealno prilagoditev ultrazvočnega sistema vašim specifičnim procesnim zahtevam. Vsi Hielscher ultrazvokalniki so izdelani za 24 urno obratovanje pod polno obremenitvijo.
Naše dolgoletne izkušnje z ultrazvočno obdelavo nam omogočajo, da se s svojimi prvimi testi z ultrazvokom posvetujemo s koraki optimizacije procesov in njihovega izvajanja v industrijskem obsegu.
Prosimo, uporabite spodnji obrazec, da nam poveš o vašem procesu! Veseli smo, da vam priporočamo razpravljanje o možnostih in prednostih sonication za vašo prijavo.
Zmogljiva in zanesljiva ultrazvočna oprema od laboratorija do industrijskega obsega.
Literatura / Reference
- Chougle, J.A: et al. (2013): Ultrazvok je pomagal pri treh faznih particijah (UATPP): Nova tehnika, razvita za ekstrakcijo astaksandina iz Paracoccus NBRC 101723. CSBE/SCGAB 2013 – Letno konferenco Univerza v Saskatchewanu, Saskatoon, 7.-10. Julij 2013.
- Ketnawa, S. in ost. (2017): fazna particija za ločevanje encimov: pregled in nedavne aplikacije. International Food Research Journal 24 (1), 2017. 1-24.
- Varakumar, S. in sod. (2017): Izboljšana ekstrakcija oleoresina iz ingverja (Zingiber officinale) rhizome v prahu, ki uporablja tri fazno razdelitev z encimi. Kemijska kemija 216, 2017. 27-36.
- Yan J.-K. et al. (2018): Ultrazvok sinergiziran s trofaznim deljenjem za ekstrakcijo in ločevanje polisaharidov Corbicula fluminea in morebitnih ustreznih mehanizmov. Ultrazvočna Sonochemistry Vol. 40, del A, 2018. 128-134.
Dejstva je treba vedeti
Trifazna particija (TPP)
TE je tehnika bioseparacije, ki temelji na porazdelitvi polarnih sestavin, beljakovin in hidrofobnih sestavin v tri faze, ki vsebujejo vodo, amonijev sulfat in t-butanol.
Večkratni pomembni terapevtski in industrijski encimi (npr. Α-galaktocidaza, inhibitorji α-amilaze in proteaza) in naravnih spojin (npr. Diterpeni, kot so forskolin in andrografolid) očistimo s trofaznim deljenjem. Medtem ko se pigmenti, lipidi in encimski inhibitorji kopičijo v zgornji fazi topila, ki je ločena od spodnje vodne faze, kjer se akumulirajo polarni sestavni deli, kot so saharidi, z vmesno proteinsko oborjeno plastjo. Od T-butanol se veže TPP-precipitirane beljakovine, ki nastanejo kot proteini-t-butanol koprecipitati, plava med organsko in vodno plastjo in jih je mogoče zlahka ločiti in očistiti. Na splošno se biomolekule v prečiščeni obliki predelajo v interfazi, medtem ko se kontaminanti večinoma razdelijo na T-butanol (topna faza) in vodno fazo (spodnja faza).
Astaksantin
Astaksantin (3, 3 ́-dihidroksi-ß, ß-karoten 4, 4 ́-dion) je keto-karotenoid, ki spada v razred terpenov. Kot tetraterpenoid je zgrajen iz petih predhodnih sestavin ogljika, izopentenil difosfat, in dimetilalil difosfat. Astaxanthin je rumeno-oranžna rastlina pigmant in zato razvrščeni kot xanthophyll. Astaxanthin je v glavnem najdemo v mikroalg, kvas, salmonoids, postrvi, krill, kozice, raki, in raki. Kot zelo močan prosti radikalni smetar, protectant kože, antiarcinogenic in kot ojačevalec imunskega sistema, Astaksantin se uporablja kot dopolnilo in kot dodatek v živilih, farmacevtskih izdelkov in kozmetike. Ultrazvočni TPP izboljšuje postopek ekstrakcije in ločevanja Astaksantin iz naravnih virov in naredi svojo gospodarno proizvodnjo, ki se uporablja za industrijsko raven.
UIP1000hdT – Industrijski ultrazvokator 1kW