Ултразвучно побољшано трофазно раздвајање
- Трофазно раздвајање (ТПП) је техника за екстракцију, одвајање и пречишћавање компоненти, нпр. липида, ензима, полисахарида и других биомолекула, из биолошког материјала.
- Ултразвучно потпомогнуто трофазно партиционисање надмашује конвенционално трофазно раздвајање већим приносом, побољшаном чистоћом и изузетном брзином.
- Ултразвучно трофазно преграђивање је применљиво за мале и велике количине и може се лако проширити на индустријску производњу.
Ултразвучно трофазно раздвајање
Трофазно раздвајање
Трофазно раздвајање (ТПП) је једноставан и ефикасан процес у једном кораку за одвајање, пречишћавање и концентрацију биомолекула као што су ензими, липиди, полисахариди итд. из сложених смеша.
ТПП се изводи узастопним додавањем довољне количине соли (обично амонијум сулфата) и органског растварача (углавном т-бутанол/терт-бутанол). Соли као што је амонијум сулфат се користе при одређеној засићености за таложење протеина. Органски растварач као нпр т-бутанол се додаје да би се формирали трофазни слојеви и да би се уклонила једињења мале молекулске тежине као што су липиди, феноли и неки детерџенти. Од т-бутанол има високу тачку кључања, али је мање запаљив од етанола и метанола, т-бутанол је пожељни растварач за ТПП.
Након третмана сировог екстракта и декантације, смеша се раздваја у три различите фазе: горњи растварач (т-бутанол) фаза садржи неполарна једињења, која су одвојена од доње водене фазе (која садржи поларна једињења) међуфазним преципитатом протеина. Жељени протеини се селективно деле на једну фазу, а остали контаминантни протеини у другу фазу. Ово узрокује делимично пречишћавање и концентрацију протеина. Процес екстракције је амалгамација космотропичног, сољујућег, изотоничног корастварача и осмолитичке преципитације протеина.
Ултразвучно побољшано трофазно раздвајање
Соникација значајно интензивира ТПП процес. Ултразвучно потпомогнуто трофазно раздвајање успешно се примењује за одвајање и пречишћавање биомолекула. Широк спектар биомолекула је изолован ефикасније за краће време. На пример, ензими из биљака (нпр. бромелаин, папаин, инвертаза, полифенол оксидаза и инхибитори трипсина), животиња (нпр. трипсин, α-химотрипсин, химозин, пепсин и луцифераза) и микроба (нпр. липаза, α-амилаза, α-галактозидаза, серратиопептидаза, циклодекстрин гликозилтрансфераза и фибринолитички ензими) пречишћени су ултразвучним ТПП. Додатна предност ултразвучног трофазног раздвајања је појачана активност различитих ензима, што резултира очигледним већим приносима (за приближно 100%) пошто се циљани ензим или протеин таложи у средњем слоју између органске и водене фазе.
Ултразвучно трофазно раздвајање може се ефикасно користити са сировим узорцима и може се лако повећати.
Соникација значајно побољшава трофазно раздвајање и резултира већим приносом и чистоћом у драстично краћем времену процеса.
- Већи принос
- брзи опоравак
- висока чистоћа
- штеди време
- Јефтино
- лака за покретање
- еколошки
- за лабораторију и индустрију
Примери за ултразвучно трофазно партиционисање (УС-ТПП)
Ултразвучни ТПП за екстракцију астаксантина
За екстракцију астаксантина (АКС), комбиновани третман ТПП и соникације са Хиелсцхер соницатором УП400С није само једноставна и лако применљива, већ и веома ефикасна техника за изоловање АКС из бактеријске биомасе Парацоццус НБРЦ 101723. Оперативне варијабле соникација се може оптимизовати да би се добили оптимални резултати екстракције. Параметри ултразвучне обраде као што су амплитуда, време, температура и посуда за екстракцију (величина, облик), као и величина честица биомасе, значајно утичу на ултразвучно ослобађање АКС из биомасе. Ултразвучна обрада влажне биомасе даје боље резултате од ултразвучне ТПП сушене биомасе за брзу и ефикасну екстракцију АКС. Ултразвучни ТПП даје 37% већи опоравак АКС од конвенционалне екстракције растварачем. (уп. Цхоугле ет ал. 2013)
Ултразвучни ТПП за одвајање андрографолида од Андрограпхис паницулата
Андрографолид је лабдански дитерпеноид, који је цењен због својих високих антиинфламаторних, антиоксидативних, хепатопротективних, антиканцерогених и антидијабетичких ефеката. Упоредне студије показују да ултразвучни ТПП не само да повећава принос андрографолида већ и побољшава антиоксидативну активност у поређењу са конвенционалним ТПП.
Соникатори високих перформанси за трофазно партиционисање
Хиелсцхер Ултрасоницс је специјализован за дизајн и производњу ултразвучних система велике снаге за екстракцију као и многе друге процесе.
Наш асортиман производа обухвата мале, моћне лабораторијске соникаторе, робусне сточне хомогенизаторе и индустријске ултразвучне системе високих перформанси. Додатна опрема за колекторе омогућава идеално прилагођавање ултразвучног система вашим специфичним захтевима процеса. Сви Хиелсцхер соникатори су направљени за 24/7 рад под пуним оптерећењем.
Наше дугогодишње искуство у ултразвучној обради омогућава нам да консултујемо наше клијенте од њиховог првог тестирања ултразвуком преко корака оптимизације процеса и имплементације у индустријском обиму.
Молимо вас да користите образац испод да бисте нам рекли о свом процесу! Драго нам је да препоручујемо да разговарамо о могућностима и предностима соникације за вашу апликацију.
Ултразвучни хомогенизатор УП400СТ за интензивирање трофазне партиције
Литература/Референце
- Цхоугле, ЈА: ет ал. (2013): Трофазно раздвајање уз помоћ ултразвука (УАТПП): Нова техника развијена за екстракцију астаксантина из Парацоццус НБРЦ 101723. ЦСБЕ/СЦГАБ 2013. – Годишња конференција Универзитета у Саскачевану, Саскатун, 7-10. јул 2013.
- Кетнава, С. ет ал (2017): Фазно раздвајање за одвајање ензима: преглед и недавне примене. Интернатионал Фоод Ресеарцх Јоурнал 24(1), 2017. 1-24.
- Варакумар, С. ет ал. (2017): Побољшана екстракција олеорезине из праха ризома ђумбира (Зингибер оффицинале) коришћењем трофазне партиције уз помоћ ензима. Хемија хране 216, 2017. 27–36.
- Иан Ј.-К. ет ал. (2018): Ултразвук у синергији са трофазним раздвајањем за екстракцију и одвајање полисахарида Цорбицула флуминеа и могући релевантни механизми. Ултрасоницс Соноцхемистри Вол. 40, А део, 2018. 128-134.
Чињенице које вреди знати
Трофазно партиционисање (ТПП)
ТПП је техника биосепарације, заснована на подели поларних састојака, протеина и хидрофобних састојака у три фазе које се састоје од воде, амонијум сулфата и т-бутанола.
Многобројни важни терапеутски и индустријски ензими (нпр. α-галактоцидаза, инхибитори α-амилазе и протеаза) и природна једињења (нпр. дитерпени као што су форсколин и андрографолид) пречишћавају се трофазним поделом. Док се пигменти, липиди и инхибитори ензима акумулирају у горњој фази растварача, која је одвојена од доње водене фазе, где се акумулирају поларне компоненте попут сахарида, средњим слојем преципитираним протеином. Од т-бутанол везује ТПП-преципитиране протеине, који се јављају као копреципитат протеина-т-бутанол, плута између органског и воденог слоја и може се лако одвојити и пречистити. Генерално, биомолекули се обнављају у пречишћеном облику у међуфази, док се загађивачи углавном раздвајају на т-бутанол (горња фаза) и водена фаза (доња фаза).
астаксантин
Астаксантин (3, 3´-дихидрокси-ß, ß-каротен 4, 4´-дион) је кето-каротеноид који припада класи терпена. Као тетратерпеноид, изграђен је од пет прекурсора угљеника, изопентенил дифосфата и диметилалил дифосфата. Астаксантин је жуто-наранџаста биљка пигмента и стога је класификована као ксантофил. Астаксантин се углавном налази у микроалгама, квасцу, салмоноидима, пастрмки, крилу, шкампима, раковима и раковима. Као веома моћан хватач слободних радикала, заштитник коже, антиканцероген и као појачивач имуног система, астаксантин се користи као додатак и као адитив у храни, фармацеутским производима и козметици. Ултразвучна ТПП побољшава процес екстракције и одвајања астаксантина из природних извора и чини његову економичну производњу применљивом на индустријски ниво.
УИП1000хдТ – Индустријски ултрасоникатор од 1кВ