การสกัดอัลคาลอยด์โดยใช้ Probe-Ultrasonicator

อัลคาลอยด์เป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพซึ่งสามารถสกัดได้อย่างมีประสิทธิภาพจากพืชโดยใช้อัลตราโซนิก อัลคาลอยด์แสดงผลกระทบทางชีวภาพที่หลากหลายและดังนั้นจึงใช้เป็นยาและการบําบัดรักษา การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่ต้องการในการผลิตสารสกัดอัลคาลอยด์คุณภาพสูงจากวัสดุจากพืช การสกัดด้วยอัลตราโซนิกส่งผลให้ผลผลิตอัลคาลอยด์สูงมากในขณะที่เวลาในการสกัดสั้นและอุปกรณ์อัลตราโซนิกมีความปลอดภัยและใช้งานง่าย

การสกัดอัลคาลอยด์ประสิทธิภาพสูงโดยใช้ Power-Ultrasound

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกส่งเสริมการแยกอัลคาลอยด์อย่างไร?
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ํา (เช่นความถี่ 20-26kHz) และผลกระทบของอัลตราซาวนด์ของโพรงอากาศอะคูสติก คลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงสร้างฟองอากาศที่ยุบตัวสร้างความแตกต่างของความดันและอุณหภูมิที่มีพลังงานหนาแน่นในท้องถิ่นรวมถึงแรงเฉือนที่ทรงพลังซึ่งเจาะและทําลายผนังเซลล์พืชและเนื้อเยื่อพืชที่เปิดอยู่ การสตรีมของเหลวที่เกิดจากการเกิดโพรงอากาศส่งเสริมการถ่ายโอนมวลระหว่างเมทริกซ์ภายในเซลล์และตัวทําละลายโดยรอบเพื่อให้อัลคาลอยด์ถูกปล่อยออกมาอย่างมีประสิทธิภาพ สําหรับการสกัดอัลคาลอยด์อัลตราโซนิกวัสดุพืช (เช่นใบแห้งบด) จะถูกวางไว้ในตัวทําละลายซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นส่วนผสมของน้ําและตัวทําละลายอินทรีย์เช่นเอทานอลน้ํา ตัวทําละลายขั้วโลกเช่นเมทานอลและเอทานอลพบว่ามีประสิทธิภาพมากที่สุดสําหรับผลผลิตอัลคาลอยด์สูง หลังจากการรักษาอัลตราโซนิกสั้น ๆ ของสารละลาย – ประกอบด้วยวัสดุจากพืชและตัวทําละลาย – อัลคาลอยด์ถูกปล่อยออกมาจากเซลล์พืชและมีอยู่ในตัวทําละลายจากที่ที่สามารถแยกและทําให้บริสุทธิ์ (เช่นใช้โรเตอร์ระเหย)

ข้อได้เปรียบหลักของการสกัดอัลคาลอยด์อัลตราโซนิก

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกถือเป็นเทคนิคการสกัดที่เหนือกว่าสําหรับการแยกอัลคาลอยด์ออกจากวัสดุจากพืชเนื่องจากมีข้อดีหลายประการ ได้แก่ :

1. เพิ่มประสิทธิภาพการสกัด: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถเพิ่มผลผลิตของอัลคาลอยด์ได้มากกว่า 200% เมื่อเทียบกับวิธีการสกัดแบบดั้งเดิม
2. ลดเวลาในการสกัด: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถลดเวลาในการสกัดได้อย่างมากทําให้สามารถประมวลผลวัสดุพืชจํานวนมากได้เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
3. ลดการใช้ตัวทําละลาย: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถลดปริมาณตัวทําละลายที่จําเป็นสําหรับการสกัดส่งผลให้การใช้ตัวทําละลายลดลงและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
4. การสกัดแบบเลือก: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถใช้เพื่อเลือกสกัดอัลคาลอยด์บางชนิดโดยเลือกตัวทําละลายพารามิเตอร์กระบวนการและอุณหภูมิการสกัดที่เหมาะสม เนื่องจากสารประกอบที่ไม่ต้องการถูกทิ้งไว้ข้างหลังความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจึงดีขึ้น
5. ง่ายต่อการขยายขนาด: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดได้อย่างง่ายดายเพื่อจัดการกับวัสดุจากพืชในปริมาณที่มากขึ้นทําให้เหมาะสําหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ กระบวนการอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดเป็นเส้นตรงซึ่งอํานวยความสะดวกในการใช้งานในระดับอุตสาหกรรม

โดยรวมแล้วการสกัดด้วยอัลตราโซนิกนําเสนอวิธีการที่รวดเร็วมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในการแยกอัลคาลอยด์ออกจากวัสดุจากพืช

การสกัดอัลคาลอยด์อัลตราโซนิกจากใบของต้นไม้ทุเรียนเทศ

Nolasco-González et al. (2022) ตรวจสอบประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของการสกัดด้วยอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพรวมถึงสารประกอบฟีนอลิกอัลคาลอยด์อะซิโตจีนิน (ทั้งหมดที่มีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูง) จากใบของพืชชนิด Annona muricata (ต้นไม้ทุเรียนเทศ) สําหรับการสกัดด้วยอัลตราโซนิกพวกเขาใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP400S ที่เงื่อนไขต่อไปนี้: แอมพลิจูด 80%, รอบพัลส์ 0.7 วินาทีเป็นเวลา 4.54 นาที ฟีนอลที่ละลายน้ําได้ทั้งหมด (TSP) ถูกสกัดโดยใช้ผงใบแห้ง 0.5 กรัมและอะซิโตน 20 มล.: น้ํา (80:20 v / v) สารสกัดที่ผลิตด้วยอัลตราโซนิกประกอบด้วยฟีนอลที่ละลายน้ําได้ 178.48 มก. / 100 มล., ฟลาโวนอยด์ทั้งหมด 20.18 มก. / 100 มล., โพลีฟีนอลที่ไฮโดรไลซ์ได้ 27.81 มก. / 100 มล., แทนนินควบแน่น 167.07 มก. / 100 มล., อัลคาลอยด์ทั้งหมด 30.44 มก. / 100 มล. และอะซิโตจีนินทั้งหมด 14.62 มก. / 100 มล. สารสกัดที่แยกได้ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ U400S (ดูภาพซ้าย) มีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูงและมีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพสูงกว่า ~ 6 ถึง ~ 927 เท่ากว่ายาต้มหรือการแช่ขึ้นอยู่กับชนิดของสารประกอบ มีการระบุสารประกอบฟีนอลิกที่แตกต่างกันยี่สิบสี่ชนิดในตัวอย่างและสารสกัดที่แยกได้ด้วยอัลตราโซนิกให้ความเข้มข้นสูงสุด
[cf. Nolasco-González et al., 2022]

ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดที่ได้จากสภาวะที่เหมาะสมของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ (UAE) ยาต้มและการแช่ สารสกัดจากอัลตราโซนิกอย่างต่อเนื่องแสดงความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ
(การศึกษาและกราฟิก: ©Nolasco-González et al., 2022)

HPLC chromatogram ของสารประกอบฟีนอลิกจากสารสกัดที่แยกได้ด้วยอัลตราโซนิกของใบ Annona muricata โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิก UP400S
(1) กรดชิกิมิก (2) กรดแกลลิก (3) กรดโปรโตคาเทชูอิก (4) กรดนีโอคลอโรจีนิก
(5) 3,4-dihydroxyphenylacetic, (6) 4-hydroxybenzoic acid, (7) chlorogenic acid, (8) 4-hydroxyphenyl acetic, (9) vanillic acid, (10) syringic acid, (11) 3-hydroxybenzoic acid, (12) caffeic acid, (13) 4-hydroxybenzaldehyde, (14) homovanillic acid, (15) 3-(4-hydroxyphenyl), (16) p-coumaric acid, (17) trans-ferulic acid, (18) trans-cinnamic acid, (19) gallocatechin, (20) epigallocatechin, (21) catechin,(22) epicatechin, (23) rutin, (24) กรดเอลลาจิก
(การศึกษาและกราฟิก: ©Nolasco-González et al., 2022)

Lee et al. (2021) มีผลลัพธ์ที่ได้รับการยืนยันที่คล้ายกันเนื่องจากพวกเขารายงานอัลคาลอยด์เพิ่มขึ้น 2.3 เท่าจากใบ A. muricata ที่สกัดภายใต้การอัลตราโซนิก (340 W, 56◦C, 30 นาที) เมื่อเทียบกับการสกัด Soxhlet (7 h, 80◦C)

การสกัดอัลคาลอยด์อินโดลจากเปลือกรากมิโมซ่าและ Ayahuasca โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิก

Mimosa root bark as well as ayahuasca leaves contains the alkaloid N,N-dimethyltryptamine (DMT). Dimethyltryptamine (DMT) is currently researched in clinical trials for its hallucinogenic effects and therefore as a potential drug to treat depression and post-traumatic stress disorders (PTSD). Ultrasonication effectively promotes the release and isolation of the alkaloid from the Mimosa hostilis roots and Psychotria viridis leaves (ayahuasca). Ultrasonic DMT extraction produces high yields within very short time. Compatible with almost any solvent, Hielscher probe-type ultrasonicators are used for the production of pharma-grade bioactive compounds for use under research and medical settings as well as for sample prep before analytical quality and potency testing. Therefore, Hielscher ultrasonicators can facilitate medical DMT and botanical research in numerous ways.
แหล่งที่มาที่พบบ่อยที่สุดของอินโดล akaloid N, N-dimethyltryptamine (DMT) ในต้น jurema มันมาจากราก Mimosa hostilis (ที่รู้จักกันทั่วไปว่า jurema preta) Ayahuasca เป็นชื่อดั้งเดิมของพืชชนิดอื่นซึ่งใบของไม้พุ่ม Psychotria viridis อุดมไปด้วย DMT
ทั้งเปลือกรากมิโมซ่า (เช่น mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; ตัวย่อ MHRB) และใบ ayahuasca มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่าง ๆ ซึ่งปัจจุบันมีการวิจัยในการทดลองทางคลินิกเกี่ยวกับศักยภาพของพวกเขาในฐานะยารักษาโรค เปลือกรากมิโมซ่าประกอบด้วยแทนนินซาโปนินทริปทามีนอัลคาลอยด์ไขมันไฟโตอินโดลไซโลสไฟโตสเตอรอลกลูโคไซด์แรมโนสอาราบิโนสเมทอกซีชาลโคนลูพีออลและคูคูลคานิน สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเหล่านี้สามารถสกัดได้อย่างมีประสิทธิภาพจากเปลือกรากโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่เหนือกว่าในการแยกสารเป้าหมายเช่นอัลคาลอยด์ออกจากวัสดุพฤกษศาสตร์เช่นเปลือกรากมิโมซ่าและใบ ayahuasca Sonication เก่งโดยให้ผลตอบแทนสูงภายในเวลาสกัดที่สั้นมาก สภาวะกระบวนการที่ไม่รุนแรงช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพสารสกัดสูงสุดเพื่อป้องกันการย่อยสลายที่ไม่พึงประสงค์ของโมเลกุลที่ใช้งานอยู่

Extraction setup for botanical isolation: เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP400St, Büchi vacuum filter และ rotor-evaporator สําหรับการสกัดไฟโตเคมิคอลเช่นอัลคาลอยด์และฟีนอล

Hielscher Ultrasonicators สําหรับการสกัดอัลคาลอยด์ที่มีประสิทธิภาพ

Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายเครื่องสกัดอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงซึ่งใช้สําหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์รวมถึงการผลิตสารสกัดเกรดยา

Hielscher Ultrasonicators เพื่อประสิทธิภาพการสกัดที่เหนือกว่า

การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยเป็นเทคนิคที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษเกี่ยวกับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืช ในขณะที่วิธีการแบบดั้งเดิมมักจะใช้เวลานาน (หลายชั่วโมงถึงวัน) การสกัดพฤกษศาสตร์อัลตราโซนิกใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที

ผลผลิตการสกัดสูงและคุณภาพสารสกัดที่เหนือกว่าด้วย Hielscher Ultrasonicators

การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยให้สามารถปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพออกจากวัสดุพืชได้อย่างสมบูรณ์ โพรงอากาศอัลตราโซนิกจะทําลายเมทริกซ์ของเซลล์และปล่อยโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพออกสู่ตัวทําละลายโดยรอบอย่างมีประสิทธิภาพ การศึกษาเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่า sonication ให้ผลผลิตสารสกัดสูงกว่าเทคนิคการสกัดอื่น ๆ (เช่น Soxhlet, maceration, ยาต้ม, การแช่) การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเข้ากันได้กับตัวทําละลายใด ๆ และช่วยให้สามารถใช้ตัวทําละลายที่ไม่รุนแรงมากเช่นน้ําหรือเอทานอลในน้ํา เกี่ยวกับข้อกําหนดการสกัดเฉพาะตัวทําละลายขั้วโลกและไม่ใช่ขั้วสามารถเลือกได้และการสลับระหว่างตัวทําละลายก็ไม่มีปัญหา การควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการอย่างแม่นยํา (เช่นแอมพลิจูด) การใช้ตัวทําละลายที่ไม่รุนแรงและการควบคุมอุณหภูมิที่แน่นอนช่วยป้องกันการย่อยสลายและการปนเปื้อนของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (เช่นอัลคาลอยด์โพลีฟีนอลฟลาโวนอยด์แคนนาบินอยด์ ฯลฯ ) ในระหว่างการสกัดด้วยอัลตราโซนิก

การประยุกต์ใช้อเนกประสงค์ของ Hielscher Ultrasonicators

ในขณะที่เทคนิคการสกัดทางเลือก (เช่น CO2 supercritical การสกัดตัวทําละลายการ percolation ฯลฯ ) มักจะใช้ได้กับการสกัดโมเลกุลเฉพาะเท่านั้นขึ้นอยู่กับน้ําหนักโมเลกุลความสามารถในการละลายและความไวต่อความร้อนการสกัดด้วยเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของ Hielscher ช่วยให้สามารถสกัดสารประกอบพฤกษศาสตร์ได้หลากหลาย การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถนําไปใช้ได้อย่างน่าเชื่อถือสําหรับการสกัดสารสกัดในวงกว้างที่มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่นโพลีฟีนอลอัลคาลอยด์แอนทราควิโนนฟลาโวนอยด์ไกลโคไซด์ไขมันเพคตินและโพลีแซคคาไรด์

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ยอดเยี่ยมและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การใช้พลังงานของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์นั้นน้อยกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมในการสกัดสารประกอบยาจากพืช

ความน่าเชื่อถือเนื่องจากการกําหนดมาตรฐานกระบวนการด้วย Hielscher Ultrasonics

เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกทั้งหมดได้อย่างแม่นยําเช่นแอมพลิจูดความเข้มระยะเวลาและอุณหภูมิ พารามิเตอร์กระบวนการสามารถควบคุมได้ง่ายและตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้พารามิเตอร์กระบวนการทั้งหมดจะถูกโปรโตคอลโดยอัตโนมัติเป็นไฟล์ CSV ในการ์ด SD ในตัว สิ่งนี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถแก้ไขการทํางานของ sonication เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการสกัดและเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพสารสกัดที่สม่ําเสมอ เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถผลิตสารสกัดจากพฤกษศาสตร์ที่มีคุณภาพที่เหนือกว่าและอํานวยความสะดวกในการบรรลุผลการปฏิบัติงานที่ดี (GMP)

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา: