Alkaloid extraktion med hjälp av en sond-ultrasonicator

Alkaloider är bioaktiva föreningar, som effektivt kan extraheras från växter med ultraljud. Alkaloider uppvisar ett brett spektrum av biologiska effekter och används därmed som läkemedel och terapier. Ultraljud utvinning är den föredragna tekniken för att producera högkvalitativa alkaloid extrakt från växtmaterial. Ultraljud utvinning resulterar i mycket hög alkaloid avkastning, medan utvinning tiden är kort och ultraljud utrustning är säker och lätt att använda.

Högeffektiv alkaloid extraktion med hjälp av Power-Ultraljud

Hur ultraljud utvinning främja isoleringen av alkaloider?
Ultraljud utvinning använder lågfrekventa ultraljudsvågor (t.ex. 20-26kHz frekvens) och ultraljuds effekt av akustisk kavitation. Högintensiva ultraljudsvågor skapar kavitationsbubblor som kollapsar, genererar lokalt energitäta tryck- och temperaturskillnader samt kraftfulla skjuvkrafter, som perforerar och bryter växtcellväggar och växtvävnad öppen. Den flytande strömning som genereras av kavitation främjar massöverföring mellan den intracellulära matrisen och det omgivande lösningsmedlet så att alkaloiderna frigörs effektivt. För ultraljud alkaloid utvinning, växtmaterialet (t.ex. malda torkade löv) placeras i ett lösningsmedel, som vanligtvis är en blandning av vatten och ett organiskt lösningsmedel såsom vattenhaltig etanol. Polära lösningsmedel som metanol och etanol har visat sig vara mest effektiva för höga alkaloidutbyten. Efter en kort ultraljudsbehandling av uppslamningen – bestående av växtmaterial och lösningsmedel – Alkaloiderna frigörs från växtcellerna och finns i lösningsmedlet, varifrån de kan isoleras och renas (t.ex. med hjälp av en rotorindunstare).

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultraljud batch utvinning av alkaloider från växtmaterial med hjälp av ultraljud sonden UP400St.

ultraljudsapparat UP400St för alkaloid extraktion från växtmaterial.

Videon visar den mycket effektiva och snabba ultraljud utvinning av alkaloider från tobak. Ultraljud processor som används är en Hielscher UP400St ultrasonicator, som är idealisk för att förbereda medelstora partier av högkvalitativa extrakt. För stora volymer, Hielscher Ultrasonics levererar industriella ultraljud system för kontinuerlig inline extraktion.

Full Spectrum Extraktion från tobak med ultraljud UP400St

Video miniatyr

De viktigaste fördelarna med ultraljud alkaloid extraktion

Ultraljud utvinning anses som överlägsen extraktion teknik för isolering av alkaloider från växtmaterial eftersom det erbjuder flera fördelar, inklusive:

  1. Ökad extraktionseffektivitet: Ultraljud utvinning kan öka utbytet av alkaloider av mer än 200% jämfört med traditionella extraktionsmetoder.
  2. Minskad extraktionstid: Ultraljud utvinning kan avsevärt minska extraktionstiden, vilket möjliggör snabbare och effektivare bearbetning av stora volymer växtmaterial.
  3. Lägre lösningsmedelsförbrukning: Ultraljud utvinning kan minska mängden lösningsmedel som krävs för utvinning, vilket resulterar i minskad lösningsmedelsförbrukning och minskad miljöpåverkan.
  4. Selektiv extraktion: Ultraljud utvinning kan användas för att selektivt extrahera vissa alkaloider genom att välja lämpligt lösningsmedel, processparametrar och extraktionstemperatur. När oönskade föreningar lämnas kvar förbättras slutproduktens renhet.
  5. Lätt att skala upp: Ultraljud utvinning kan enkelt skalas upp för att hantera större volymer av växtmaterial, vilket gör den lämplig för kommersiell produktion. Ultraljudsprocesser kan skalas linjärt, vilket underlättar implementeringen i industriell skala.

Övergripande, ultraljud utvinning erbjuder en snabbare, effektivare, och mer miljövänliga tillvägagångssätt för att isolera alkaloider från växtmaterial.

Ultraljud alkaloid extraktion från bladen av Taggannona trädet

Ultraljud extractor UP400ST med temperatursensor användes för utvinning av alkaloider från torkade löv..(2022) undersökte effektiviteten och effektiviteten av ultraljud utvinning av bioaktiva föreningar inklusive fenolföreningar, alkaloider, acetogeniner (alla med hög antioxidant kapacitet) från bladen av växtarten Annona muricata (Taggannona träd). För ultraljud utvinning, de använde sond-typ ultrasonicator UP400S vid följande villkor: 80% amplitud, 0.7 s puls-cykel, för 4.54 min. Totalt lösliga fenoler (TSP) extraherades med användning av 0,5 g torkat bladpulver och 20 ml aceton: vatten (80:20 v/v). Det ultraljud producerade extraktet innehöll 178.48 mg/100 ml lösliga fenoler, 20.18 mg/100 ml av totala flavonoider, 27.81 mg/100 ml hydrolyserbara polyfenoler, 167.07 mg/100 ml kondenserade tanniner, 30.44 mg/100 ml totala alkaloider och 14.62 mg/100 ml totala acetogeniner. Extraktet isolerat med U400S sond-typ ultrasonicator (se bilden vänster) uppvisade en hög antioxidant kapacitet och ett högre innehåll av bioaktiva föreningar från ~ 6 till ~ 927-faldigt än avkok eller infusion, beroende på typ av förening. Tjugofyra olika fenolföreningar identifierades i proverna, och det ultraljud isolerade extraktet producerade den högsta koncentrationen.
[jfr Nolasco-González m.fl., 2022]

Ultraljud alkaloid utvinning ger överlägsna utbyten med en hög antioxidant kapacitet och utmärker extraktionstekniker såsom avkok och infusion.

Antioxidantkapacitet av extrakt erhållna genom de optimala förhållandena för ultraljudsassisterad extraktion (UAE), avkok och infusion. Ultraljud extrakt konsekvent visar betydligt högre antioxidant kapacitet.
(Studie och grafik: ©Nolasco-González et al., 2022)

Ultraljud utvinning med UP400S gav ett fullt spektrum extrakt som innehåller ett högt utbyte av många fenolföreningar.

HPLC kromatogram av fenolföreningar från ultraljud isolerat extrakt av Annona muricata blad med hjälp av ultrasonicator UP400S.
(1) shikiminsyra, (2) gallinsyra, (3) protocatechuinsyra, (4) neoklorogensyra,
(5) 3,4-dihydroxifenylättiksyra, (6) 4-hydroxibensoesyra, (7) klorogensyra, (8) 4-hydroxifenylacetiksyra, (9) vanillsyra, (10) sprutsyra, (11) 3-hydroxibensoesyra, (12) koffeinsyra, (13) 4-hydroxibensaldehyd, (14) homovanillsyra, (15) 3-(4-hydroxifenyl), (16) p-kumarsyra, (17) transferulinsyra, (18) transkanelsyra, (19) gallocatechin, (20) epigallocatechin, (21) katekin,(22) epicatechin, (23) rutin, (24) ellaginsyra.
(Studie och grafik: ©Nolasco-González et al., 2022)

(2021) hade liknande bekräftade resultat eftersom de rapporterar 2.3-faldigt fler alkaloider från A. muricata blad extraheras under ultraljud (340 W, 56 ◦ C, 30 min) jämfört med Soxhlet extraktion (7 h, 80 ◦ C).

Ultraljud sond-typ extractor för isolering av alkaloider från växtmaterial såsom löv, bark, rötter och stjälkar.

Ultraljud extractor UIP1000hdT med omrörare för alkaloidextraktion i batchläge.

Ultraljud utvinning av specifika alkaloider

Indol Alkaloid extraktion från Mimosa Root Bark och Ayahuasca med hjälp av en Ultrasonicator

Mimosa rotbark samt ayahuasca blad innehåller alkaloiden N,N-dimetyltryptamin (DMT). Dimetyltryptamin (DMT) forskas för närvarande i kliniska prövningar för dess hallucinogena effekter och därför som ett potentiellt läkemedel för behandling av depression och posttraumatiska stressstörningar (PTSD). Ultraljud främjar effektivt frisättning och isolering av alkaloiden från Mimosa hostilis rötter och Psychotria viridis blad (ayahuasca). Ultraljud DMT utvinning ger höga utbyten inom mycket kort tid. Kompatibel med nästan alla lösningsmedel, Hielscher sond-typ ultrasonicators används för produktion av pharma-grade bioaktiva föreningar för användning under forskning och medicinska inställningar samt för prov prep före analytisk kvalitet och styrka testning. Därför kan Hielscher ultrasonicators underlätta medicinsk DMT och botanisk forskning på många sätt.
Den vanligaste källan till indolakaloiden N,N-dimetyltryptamin (DMT) i jurema träd, den kommer från Mimosa hostilis rötter (allmänt känd som jurema preta). Ayahuasca är det traditionella namnet på en annan växtart, där bladen på busken Psychotria viridis är rika på DMT.
Både mimosa rotbark (även mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; förkortning MHRB) och ayahuascablad innehåller olika bioaktiva föreningar, som för närvarande forskas i kliniska prövningar angående deras potential som terapeutiskt läkemedel. Mimosa rotbark innehåller tanniner, saponiner, tryptaminer, alkaloider, lipider, fytoindoler, xylos, fytosteroler, glukosider, rhamnos, arabinos, metoxichalkoner, lupeol och kukulkaniner. Dessa bioaktiva föreningar kan effektivt extraheras från rotbarken med hjälp av sond-typ ultrasonicators. Ultraljud utvinning är den överlägsna tekniken för att isolera målämnen såsom alkaloider från botaniskt material såsom mimosa rotbark och ayahuasca löv. Ultraljudsbehandling utmärker sig genom att ge höga utbyten inom en mycket kort extraktionstid. Milda processförhållanden säkerställer högsta extraktkvalitet som förhindrar oönskad nedbrytning av de aktiva molekylerna.

Ultraljud utvinning och rening av fytokemikalier från växter: Bilden visar sond-typ ultrasonicator UP400ST, en Büchi vakuumfilter och rotor-förångare för utvinning av curcumin.

Extraktionsinställning för botanisk isolering: ultraljudsbild av sondtyp UP400St, Büchi vakuumfilter och rotorindunstare för extraktion av fytokemikalier såsom alkaloider och fenoler.

Ultraljud extraktorer från Hielscher möjliggöra tillförlitlig och effektiv produktion av stora mängder alkaloid extrakt. Ultraljud utvinning ger hög alkaloid ger av överlägsen kvalitet inom kort bearbetningstid.

Ultraljud extractor UIP2000hdT med läkemedelskvalitet rostfritt stål sats för industriell produktion av alkaloid extrakt.

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


 

I denna presentation introducerar vi dig till tillverkning av botaniska extrakt. Vi förklarar utmaningarna med att producera högkvalitativa botaniska extrakt och hur en ultraljudsbehandling kan hjälpa dig att övervinna dessa utmaningar. Denna presentation visar hur ultraljud utvinning fungerar. Du kommer att lära dig, vilka fördelar du kan förvänta dig med hjälp av en ultraljudsbehandling för extraktion och hur du kan genomföra en ultraljud extractor i din extrakt produktion.

Ultraljud botanisk utvinning - Hur man använder sonicators för att extrahera botaniska föreningar

Video miniatyr

 

Hielscher Ultrasonicators för effektiv alkaloid extraktion

Hielscher Ultrasonics designar, tillverkar och distribuerar högpresterande ultraljud extraktorer, som används för vetenskaplig forskning samt produktion av pharma-grade extrakt.
Överlägsen extraktionseffektivitet:Ultraljudassisterad extraktion är en vetenskapligt beprövad teknik med en extraordinärt hög effektivitet när det gäller utvinning av bioaktiva föreningar från växter. Medan traditionella metoder ofta tar lång tid (flera timmar upp till dagar), ultraljud botanisk utvinning tar bara några minuter.

Hög extraktion utbyte och överlägsen extrakt kvalitet med Hielscher Ultrasonicators

Ultraljudsdriven extraktion möjliggör fullständig frisättning av bioaktiva föreningar från växtmaterialet. Ultraljud kavitation bryter den cellulära matrisen och frigör de bioaktiva molekylerna effektivt i det omgivande lösningsmedlet. Jämförande studier visade att ultraljudsbehandling ger högre extrakt utbyten än andra extraktionstekniker (t.ex. Soxhlet, maceration, avkok, infusion). Ultraljud utvinning är kompatibel med alla lösningsmedel och tillåter därmed också för användning av mycket milda lösningsmedel såsom vatten eller vattenhaltig etanol. När det gäller specifika extraktionskrav kan polära och icke-polära lösningsmedel väljas och att växla mellan lösningsmedel är inget problem. Exakt kontroll över processparametrar (t.ex. amplitud), användning av milda lösningsmedel och exakt temperaturkontroll förhindrar nedbrytning och kontaminering av bioaktiva föreningar (t.ex. alkaloider, polyfenoler, flavonoider, cannabinoider etc.) under ultraljud utvinning.

Mångsidig tillämpning av Hielscher Ultrasonicators

Medan alternativa extraktionstekniker (t.ex. superkritisk CO2, lösningsmedelsextraktion, perkolation etc.) ofta endast är tillämpliga på extraktion av specifika molekyler beroende på molekylvikt, löslighet och värmekänslighet, möjliggör extraktionen med Hielscher högpresterande ultrasonicators mångsidig extraktion av någon botanisk förening. Ultraljudsassisterad extraktion kan på ett tillförlitligt sätt tillämpas för extraktion av bredspektrum extrakt innehållande bioaktiva föreningar såsom polyfenoler, alkaloider, antrakinoner, flavonoider, glykosider, lipider, pektin, och polysackarider.

Utmärkt energieffektivitet och miljövänlighet

Energiförbrukningen av ultraljudsassisterad extraktion är överlägset mindre än de traditionella metoderna vid utvinning av medicinska föreningar från växter.

Tillförlitlighet på grund av processstandardisering med Hielscher Ultrasonics

Hielscher ultrasonicators kan fjärrstyras via webbläsarkontroll. Ultraljudsbehandling parametrar kan övervakas och justeras exakt till processkraven.Hielscher ultrasonicators möjliggör exakt kontroll över alla ultraljud processparametrar såsom amplitud, intensitet, varaktighet, och temperatur. Processparametrarna kan enkelt styras och övervakas kontinuerligt. Dessutom protokollförs alla processparametrar automatiskt som CSV-fil på ett inbyggt SD-kort. Detta gör det möjligt för operatören att revidera ultraljudsbehandling körningar, att optimera extraktionsprocessen och att säkerställa konsekvent extrakt kvalitet. Hielscher ultrasonicators gör det möjligt för tillverkare att producera botaniska extrakt av överlägsen kvalitet och underlätta uppfyllandet av god tillverkningssed (GMP).

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
1 till 500 ml 10 till 200 ml / min UP100H
10 till 2000 ml 20 till 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
15 till 150L 3 till 15 liter/min UIP6000hdT
n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan för att begära ytterligare information om ultraljudprocessorer, applikationer och pris. Vi kommer gärna att diskutera din process med dig och att erbjuda dig ett ultraljudssystem som uppfyller dina krav!









Observera att våra Integritetspolicy.


Ultraljud botanisk utvinning ger högre avkastning. Hielscher UIP2000hdT, 2000 watt homogenisator är tillräckligt kraftfull för att enkelt extrahera satser från 10 liter till 120 liter.

Ultraljud utvinning av växter - 30 Liter per 8 Gallon Batch

Video miniatyr

Ultraljud hög skjuvning homogenisatorer används i labb, bänk-top, pilot och industriell bearbetning.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer för blandning av applikationer, spridning, emulgering och utvinning på labb, pilot och industriell skala.



Litteratur / Referenser

Fakta Värt att veta

Vad är alkaloider?

Alkaloider bildar en klass av naturligt förekommande kväveföreningar med låg molekylvikt som ofta finns som sekundära metaboliter i växtriket. En alkaloid innehåller minst en kväveatom. Alkaloider syntetiseras biokemiskt från en av följande tre vanliga aminosyror – lysin, tyrosin och tryptofan.
I växter, alkaloider finns i allmänhet som salter av organiska syror som ättiksyra, äppelsyra, mjölksyra, citronsyra, oxalsyra, vinsyra, garvsyra och andra syror. Vissa svaga grundläggande alkaloider (som nikotin) förekommer fritt i naturen. Några alkaloider förekommer också som glykosider av socker såsom glukos, rhamnos och galaktos, till exempel alkaloider i solanumgruppen (solanin), som amider (piperin) och som estrar (atropin, kokain) av organiska syror (jfr Ramawat et al., 2009).
Många alkaloider är bioaktiva föreningar som uppvisar medicinska eller terapeutiska effekter. Till exempel, specifika typer av alkaloider används för att behandla olika sjukdomar inklusive malaria, diabetiker, specifika cancertyper, hjärtdysfunktion, depression etc.
Eftersom många alkaloider visar starka bioaktiva egenskaper har deras användning som läkemedel, narkotika, stimulanser och gifter antingen antagits eller är under vetenskaplig forskning. Morfin, en välkänd alkaloid från Papaver somniferum vallmo, används som läkemedel i dagens medicin. Kinin och kodein är två andra alkaloid typer som används för medicinska ändamål. Under medicinsk övervakning och vid medicinskt föreskrivna doser är alkaloider farmakologiskt användbara. Emellertid, När de används felaktigt kan vissa alkaloider vara giftiga vid höga doser. Alkaloidstryknin används till exempel som ett mycket effektivt toxin som används som bekämpningsmedel mot små kotor.

Exempel på vissa alkaloider i växter

Compounds Plant Source Effects and Applications
Morphine Papaver somniferum Analgesic
Camptothecin Camptotheca acuminata Anticancer
Atropine Hyoscyamus niger Treatment of intestinal spasms, antidote to other poisons
Vinblastine Catharanthus roseus Anticancer
Codeine Papaver somniferum Analgesic, antitusive
Caffeine Coffea arabica Stimulant, natural pesticide
Nicotine Nicotiana tabacum Stimulant, tranquillizer
Cocaine Erythroxylon coca Stimulant of the central nervous system, local anesthetic
N,N-dimethyltryptamine Mimosa hostilis, Psychotria viridis Hallucinogenic, entheogenic
Mitragynine Mitragyna speciosa Analgesic, psychoactive


Högpresterande ultraljud! Hielschers produktsortiment täcker hela spektrumet från den kompakta labb ultrasonicator över bänkenheter till fullindustriella ultraljudssystem.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud homogenisatorer från Labb till industriell storlek.


Vi diskuterar gärna din process.

Låt oss komma i kontakt.