Artemisin se može efikasno izdvojiti pomoću sonikacije visokih performansi. Ultrazvučno vađenje daje veoma visoke prinose artemisina koristeći blage rastvarače. Proces ekstrakcije nanošenja ultrazvuka se drastično ubrzava. Uslovi obrade u ultrazvučnim ekstraktorima su precizno pod kontrolom, što omogućava da se spreči degradacija biomolekule artemisina osetljivog na toplotu.

Vađenje artemisina

Artemisin je bioaktivni molekul prisutan unutar trihomskih žlezda biljke Artemisia anua, koja se koristi kao lek protiv malarije i pokazuje visok potencijal kao lek za lečenje nekoliko drugih bolesti uključujući rak i SARS-CoV-2. Tradicionalni metod ekstrakcije podrazumeva toksične rastvarače i skup je, pod-optimalan proces. Da bi se artemisin u velikom obimu proizvodio pod ekološki i ekonomski povoljnim uslovima, potrebna je efikasna i zelena tehnika vađenja. Ultrazvučno vađenje je široko utvrđena metoda ekstrakcije koja se može koristiti u kombinaciji sa vodom ili etanolom kao neotrovnim rastvaračima. Već je dokazano da ultrazvučno vađenje košnica ima visoke prinose artemisina, tako da se proizvodnja artemisina može brzo popeti na velike količine. Ultrazvučna oprema za ekstrakciju za grupnu i in-line obradu na industrijskom nivou je dostupna.

Ultrazvučno izvlačenje Artemisina iz Anue Artemizija

Upotreba energetskog ultrazvuka za izvlačenje izvrsno koristi druge metode ekstrakcije u različitim glavnim faktorima, uključujući prinos, vreme izvlačenja, ekološko-prihvatljivost i efikasnost troškova.

Mane tradicionalnog vađenja artemisina

Tradicionalne metode ekstrakcije artemisina oduzimaju mnogo vremena, mogu da oštete bioaktivne molekule artemisin usled visokih primenjenih temperatura, i da imaju visok uticaj na životnu sredinu zbog organskih rastvarača koji se koriste na visokim temperaturama. Pored toga, u nizvodnom procesu neophodno je opsežno pročišćenje kako bi se uklonile nečistoće iz grubog ekstrakta.

Prednosti ultrazvučnog vađenja artemisina

Primena ultrazvuka snage za vađenje ima nekoliko pozitivnih efekata koji intenziviraju proces ekstrakcije: Ultrazvuk visokih performansi stvara akustičnu kavitaciju. Ova akustična kavitacija promoviše botaničko vađenje poremećajem ćelija, tako da se ugušene biomolekule oslobađaju iz ćelijske matrice biljke. Pored toga, kavitacione snage intenziviraju masovni transfer transporta biomolekula kao što je artemisin efikasno u okolni rastvarač. Radni princip ultrazvučnog izvlačenja može doprineti čisto mehaničkim silama kavitacije. To znači da je sonikacija ne-termalna, nehemi hemijska tehnika ekstrakcije. Biti tehnika ne-toplotnog vađenja čini ultrazvučno vađenje posebno povoljnim s obzirom da je artemisin termički osetljivo jedinjenje, što znači da će više temperature (npr. 70°C) izazvati njegovo raspadanje. Shodno tome, Artemizija anua L. nije mogla da se prokuva u vreloj vodi da bi se nabavio artemisin.

Zeleni rastvarači za ultrazvučno vađenje artemisina

Klasični rastvarači ekstrakcije koji se koriste za proizvodnju artemisina uključuju heksane, petrolej etar ili dihlorometan. Ekstrakcija na ultrazvuk je kompatibilna sa bilo kojim rastvaračem uključujući blage, zelene rastvarače kao što su etanol ili voda. Ultrazvučno vađenje artemisina sa etanolom je podjednako efikasno u poređenju sa surovim rastvaračima. Kako artemisin odiše lošim ciklodekstrenima rastvorljivim u vodi može se koristiti za poboljšanje ultrazvučnog vađenja hladne vode artemisina.

Šta ultrazvučno vađenje artemisina čini tako efikasnim?

Da bi se razumele prednosti ultrazvučno potpomognute ekstrakcije, mora se razumeti radni princip ultrazvuka snage. Ekstrakcija intenzivira mehanizma ultrazvuka snage uglavnom se pripisuje fenomenu akustične kavitacije. Ultrazvučna kavitacija izaziva sudare između čestica botaničke biomase (kao što je Artemisia annua L. lišće), što rezultira međustranačkim razlomkom i smanjenjem veličine čestica. Kada se mehurići kavitacije uruše na površini biljnih čvrstina, erozija i sonoporacija dodatno uvećavaju površinu čestica. Time intenzivirani masovni prenos olakšava oslobađanje molekula kao što su proteini, lipidi, šećeri, vitamini, antioksidansi, fito-hemikalije (npr. artemisin) i dijetetska vlakna. Ultrasonično generisane čaršije poboljšavaju prodor rastvarača u ćelijsku matricu botaničke materije i poboljšavaju prožimajuće ćelijske membrane. Ovi mehanizmi moći ultrazvuka odgovorni su za značajno procesno intenziju postignuto kada se primeni ultrazvučnost za botaničko vađenje.

Energetski ultrazvučni talasi remete ćelijsku strukturu botanike, oslobađaju bioaktivna jedinjenja i promovišu masovni prenos između biljnog materijala i rastvarače (npr. etanol).

Istraživanje-Dokazani rezultati ekstrakcije ultrazvučnog artemisina

Preduzeto je nekoliko naučnih studija kako bi se istražila efikasnost i praktičnost ultrazvučnog vađenja artemisina iz listova Artemizija anua.

Briars i Paniwnyk su pokazali "da ultrazvuk na niskim temperaturama povećava prinos artemisina izvađenog iz A. anue za oko 58% i ekstrakti deluju čistije u poređenju sa konvencionalnim strmim; stoga upotreba ultrazvuka tokom vađenja ima potencijal za proizvodnju tretmana na bazi nižih troškova artemisina." (Briars and Paniwnyk, 2013)

Zhang et al. (2017) je istraživao ultrazvučno vađenje artemisina koristeći propylene glycol metil etar (PGME) kao rastvarač. Ultrasonično proizveden ekstrakt artemisina analiziran je pomoću Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC). Rezultati analize su podvukli kvalitet ekstrakta. Zbog dobrog procesa ponavljanja i stabilnosti izdvojenog artemisina, ultrazvučno potpomognuto izvlačenje pomoću zelenog i efikasnog monoeterskog propilen glikol metil etra (PGME) kao rastvarača pokazuje velike izglede u izvlačenju i odvajanju bioaktivnih molekula od botaničke. Ultrazvučno vađenje pomoću propilen glikol metil etra (PGME) kao rastvarača rezultiralo je visokom ukupnom efikasnošću ekstrakcije i visokim artemisin prinosima. (cf. Zhang et al., 2017)

U drugoj studiji, Zhang et al. (2020) predstavlja ultrazvučno vađenje artemisina koristeći hidroksipropil-β-ciklodekstrin. Dodatak ciklodekstriona poboljšava oslobađanje slabo rastvorljivog jedinjenja artemisina i omogućava korišćenje vode kao rastvarača sa dobrim prinosima ekstrakcije. Ultrazvučno vađenje u kombinaciji sa ciklodekstronom povećalo je količinu artemisina na 8,66 mg/g, što je znatno više od odgovarajuće količine od 1,70 mg/g dobijene u vodi.

Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi za artemisin produkciju

Ultrazvučni sistemi za ekstrakciju visokih performansi iz Hielscher ultrazvuka koriste se širom sveta na R&D, mali, srednji i potpuno komercijalni nivo proizvodnje u različitim industrijama kao što su hrana, dodatak ishrani i farmaceutska proizvodnja. Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi intenziviraju proces izvlačenja i povećavaju prinos i time poboljšavaju ukupnu efikasnost visokokvalitetne proizvodnje ekstrakta. Hielscher Ultrasonics nudi opremu za ekstrakciju za bilo koji volumen / procesni kapacitet. Imajući iskustva u botaničkom izvlačenju više od 25 godina, Hielscher Ultrasonics je vaš pouzdani partner za ultrazvučno izvlačenje visokih performansi iz Artemisia anua!

Visoke performanse, vrhunski ultrazvučni

Pametne karakteristike Hielscher ultrazvučnih uređaja dizajnirane su da garantuju pouzdan rad, reproduktivne ishode i user-friendliness. Operativnim postavkama se može lako pristupiti i birati poziv putem intuitivnog menija, kojem se može pristupiti putem digitalnog prikaza boja osetljivog na dodir i daljinskog upravljača pregledača. Zbog toga se svi uslovi obrade kao što su neto energija, ukupna energija, amplitude, vreme, pritisak i temperatura automatski beleže na ugrađenoj SD kartici. To vam omogućava da preispitate i uporedite prethodne sonication runs i optimizujete proces vađenja artemisina na najveću efikasnost.
Hielscher Ultrasonics sistemi se koriste širom sveta za proizvodnju visokokvalitetnih botaničkih ekstrakata. Hielscher industrijski ultrazvučnici lako mogu da pokreću visoke amplitude u kontinuiranom radu (24.7.2065). Amplitude do 200μm se mogu lako kontinuirano generisati standardnim sonotrodama (ultrazvučne sonde / rogovi). Za još veće amplitude dostupni su prilagođeni ultrazvučni sonotrodi. Zbog svoje robusnosti i slabog održavanja, naši ultrazvučni sistemi za ekstrakciju se obično postavljaju za teške dežurne aplikacije i u zahtevnim okruženjima.

Kontaktirajte nas sada da saznate više o ultrazvučnom izvlačenju artemisina iz fabrike Artemisia anua. Biće nam drago da vam pošaljemo informacije o našim ultrazvučnim sistemima za ekstrakciju i cenama! Naše dobro iskusno osoblje će rado razgovarati sa Vama o vašoj prijavi i zahtevima za obradu!
Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја: