การสกัดอัลคาลอยด์โดยใช้โพรบอัลตราโซนิก

อัลคาลอยด์เป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพซึ่งสามารถสกัดจากพืชได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้อัลตราโซนิก อัลคาลอยด์มีฤทธิ์ทางชีวภาพที่หลากหลาย และถูกใช้เป็นยาและการรักษา การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่ต้องการในการผลิตสารสกัดจากอัลคาลอยด์คุณภาพสูงจากวัสดุจากพืช การสกัดด้วยอัลตราโซนิกส่งผลให้ผลผลิตอัลคาลอยด์สูงมากในขณะที่เวลาในการสกัดสั้นและอุปกรณ์อัลตราโซนิกมีความปลอดภัยและใช้งานง่าย

การสกัดอัลคาลอยด์ที่มีประสิทธิภาพสูงโดยใช้ Power-Ultrasound

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกส่งเสริมการแยกอัลคาลอยด์อย่างไร?
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ํา (เช่น ความถี่ 20-26kHz) และเอฟเฟกต์อัลตราซาวนด์ของโพรงอากาศอะคูสติก คลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงสร้างฟองอากาศที่ยุบตัวทําให้เกิดความดันและความแตกต่างของอุณหภูมิที่หนาแน่นของพลังงานในท้องถิ่นตลอดจนแรงเฉือนที่ทรงพลังซึ่งจะเจาะและทําลายผนังเซลล์พืชและเนื้อเยื่อพืชเปิด การไหลของของเหลวที่เกิดจากโพรงอากาศช่วยส่งเสริมการถ่ายโอนมวลระหว่างเมทริกซ์ภายในเซลล์และตัวทําละลายโดยรอบเพื่อให้อัลคาลอยด์ถูกปล่อยออกมาอย่างมีประสิทธิภาพ สําหรับการสกัดอัลคาลอยด์อัลตราโซนิกวัสดุจากพืช (เช่นใบแห้งบด) จะถูกวางไว้ในตัวทําละลายซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นส่วนผสมของน้ําและตัวทําละลายอินทรีย์เช่นเอทานอลในน้ํา ตัวทําละลายที่มีขั้ว เช่น เมทานอลและเอทานอล พบว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดสําหรับผลผลิตอัลคาลอยด์สูง หลังจากการบําบัดด้วยอัลตราโซนิกสั้น ๆ ของสารละลาย – ประกอบด้วยวัสดุจากพืชและตัวทําละลาย – อัลคาลอยด์จะถูกปล่อยออกมาจากเซลล์พืชและมีอยู่ในตัวทําละลาย ซึ่งสามารถแยกและทําให้บริสุทธิ์ได้ (เช่น ใช้เครื่องระเหยโรเตอร์)

ข้อได้เปรียบหลักของการสกัดอัลคาลอยด์อัลตราโซนิก

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกถือเป็นเทคนิคการสกัดที่เหนือกว่าสําหรับการแยกอัลคาลอยด์ออกจากวัสดุจากพืชเนื่องจากมีข้อดีหลายประการ ได้แก่ :

1. เพิ่มประสิทธิภาพการสกัด: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถเพิ่มผลผลิตของอัลคาลอยด์ได้มากกว่า 200% เมื่อเทียบกับวิธีการสกัดแบบดั้งเดิม
2. ลดเวลาในการสกัด: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถลดเวลาในการสกัดได้อย่างมาก ทําให้สามารถแปรรูปวัสดุพืชปริมาณมากได้เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
3. ลดการใช้ตัวทําละลาย: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถลดปริมาณตัวทําละลายที่จําเป็นสําหรับการสกัดส่งผลให้การใช้ตัวทําละลายลดลงและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
4. การสกัดแบบเลือก: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถใช้เพื่อคัดแยกอัลคาลอยด์บางชนิดโดยเลือกตัวทําละลายพารามิเตอร์กระบวนการและอุณหภูมิการสกัดที่เหมาะสม เนื่องจากสารประกอบที่ไม่ต้องการถูกทิ้งไว้ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะดีขึ้น
5. ง่ายต่อการขยายขนาด: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถขยายขนาดได้อย่างง่ายดายเพื่อรองรับวัสดุจากพืชในปริมาณที่มากขึ้นทําให้เหมาะสําหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ กระบวนการอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดเป็นเส้นตรงซึ่งอํานวยความสะดวกในการใช้งานในระดับอุตสาหกรรม

โดยรวมแล้วการสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นแนวทางที่รวดเร็วมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในการแยกอัลคาลอยด์ออกจากวัสดุจากพืช

อัลคาลอยด์อัลตราโซนิกสกัดจากใบของต้นทุเรียนเทศ

Nolasco-González et al. (2022) ตรวจสอบประสิทธิผลและประสิทธิผลของการสกัดด้วยอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ รวมถึงสารประกอบฟีนอลิก อัลคาลอยด์ อะซิโตเจนิน (ทั้งหมดมีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูง) จากใบของพืชชนิด Annona muricata (ต้นทุเรียนเทศ) สําหรับการสกัดอัลตราโซนิกพวกเขาใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP400S ในเงื่อนไขต่อไปนี้: 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., โพลีฟีนอลไฮโดรไลซ์ได้ 27.81 มก./100 มล., แทนนินควบแน่น 167.07 มก./100 มล., อัลคาลอยด์ทั้งหมด 30.44 มก./100 มล. และอะซิโตเจนินทั้งหมด 14.62 มก./100 มล. สารสกัดที่แยกได้ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ U400S (ดูภาพซ้าย) แสดงความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูงและมีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพสูงกว่า ~ 6 ถึง ~ 927 เท่าเมื่อเทียบกับยาต้มหรือการแช่ขึ้นอยู่กับชนิดของสารประกอบ มีการระบุสารประกอบฟีนอลิกที่แตกต่างกันยี่สิบสี่ชนิดในตัวอย่าง และสารสกัดที่แยกด้วยอัลตราโซนิกให้ความเข้มข้นสูงสุด
[อ้างอิง Nolasco-González et al., 2022]

ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดที่ได้จากสภาวะที่เหมาะสมของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วย (UAE) ยาต้มและการแช่ สารสกัดจากอัลตราโซนิกแสดงความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสําคัญอย่างสม่ําเสมอ
(การศึกษาและกราฟิก: ©Nolasco-González et al., 2022)

โครมาโตแกรม HPLC ของสารประกอบฟีนอลิกจากสารสกัดที่แยกด้วยอัลตราโซนิกของใบ Annona muricata โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิก UP400S
(1) กรดชิกิมิก, (2) กรดแกลลิก, (3) กรดโปรโตคาเทคยูอิก, (4) กรดนีโอคลอโรจีนิก,
(5) 3,4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลอะซิติก, (6) กรด 4-ไฮดรอกซีเบนโซอิก, (7) กรดคลอโรจีนิก, (8) 4-ไฮดรอกซีฟีนิลอะซิติก, (9) กรดวานิลลิก, (10) กรดซีริงจิก, (11) กรด 3-ไฮดรอกซีเบนโซอิก, (12) กรดคาเฟอิก, (13) 4-ไฮดรอกซีเบนซินซาลดีไฮด์, (14) กรดโฮโมวานิลลิก, (15) 3-(4-ไฮดรอกซีฟีนิล), (16) กรดพี-คูมาริก, (17) กรดทรานส์-เฟรูลิก, (18) กรดทรานส์-ซินนามิก, (19) กัลโลคาเทคีน, (20) เอพิกาโลกาเซน, (21) คาเทชิน, (22) เอพิคาเทชิน, (23) รูติน, (24) กรดเอลลาจิก
(การศึกษาและกราฟิก: ©Nolasco-González et al., 2022)

Lee et al. (2021) มีผลลัพธ์ที่ได้รับการยืนยันที่คล้ายคลึงกันเนื่องจากพวกเขารายงานอัลคาลอยด์เพิ่มขึ้น 2.3 เท่าจากใบ A. muricata ที่สกัดภายใต้อัลตราโซนิก (340 W, 56◦C, 30 นาที) เมื่อเทียบกับการสกัด Soxhlet (7 ชั่วโมง, 80◦C)

การสกัดอินโดลอัลคาลอยด์จากเปลือกรากมิโมซ่าและ Ayahuasca โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิก

เปลือกรากผักกระเฉดและใบ ayahuasca มีอัลคาลอยด์ N,N-dimethyltryptamine (DMT) ปัจจุบัน Dimethyltryptamine (DMT) ได้รับการวิจัยในการทดลองทางคลินิกสําหรับผลประสาทหลอนประสาท ดังนั้นจึงเป็นยาที่มีศักยภาพในการรักษาภาวะซึมเศร้าและโรคเครียดหลังบาดแผล (PTSD) อัลตราโซนิกส่งเสริมการปลดปล่อยและการแยกอัลคาลอยด์จากราก Mimosa hostilis และใบ Psychotria viridis (ayahuasca) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การสกัดอัลตราโซนิก DMT ให้ผลผลิตสูงภายในเวลาอันสั้น เข้ากันได้กับตัวทําละลายเกือบทุกชนิดเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ Hielscher ใช้สําหรับการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเกรดยาสําหรับใช้ภายใต้การวิจัยและการตั้งค่าทางการแพทย์ตลอดจนการเตรียมตัวอย่างก่อนการทดสอบคุณภาพการวิเคราะห์และประสิทธิภาพ ดังนั้นเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher สามารถอํานวยความสะดวกในการวิจัยทางการแพทย์ DMT และพฤกษศาสตร์ได้หลายวิธี
แหล่งที่มาที่พบบ่อยที่สุดของ indole akaloid N,N-dimethyltryptamine (DMT) ในต้นจูเรมา มาจากราก Mimosa hostilis (เรียกกันทั่วไปว่า jurema preta) Ayahuasca เป็นชื่อดั้งเดิมของพืชชนิดอื่นซึ่งใบของไม้พุ่ม Psychotria viridis อุดมไปด้วย DMT
ทั้งเปลือกรากผักกระเฉด (รวมถึงผักกระเฉด tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; ย่อ MHRB) และใบ ayahuasca มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ ซึ่งขณะนี้ได้รับการวิจัยในการทดลองทางคลินิกเกี่ยวกับศักยภาพในการเป็นยารักษา เปลือกรากผักกระเฉดประกอบด้วยแทนนิน, ซาโปนิน, ทริปตามีน, อัลคาลอยด์, ไขมัน, ไฟโตอินโดล, ไซโลส, ไฟโตสเตอรอล, กลูโคไซด์, แรมโนส, อาราบิโนส, เมทอกซีชาลโคน, ลูเปออล และคูกุลคานิน สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเหล่านี้สามารถสกัดจากเปลือกรากได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่เหนือกว่าในการแยกสารเป้าหมายเช่นอัลคาลอยด์จากวัสดุทางพฤกษศาสตร์เช่นเปลือกรากผักกระเฉดและใบ ayahuasca Sonication เป็นเลิศโดยให้ผลผลิตสูงภายในเวลาสกัดที่สั้นมาก สภาวะกระบวนการที่ไม่รุนแรงช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพของสารสกัดสูงสุดเพื่อป้องกันการย่อยสลายที่ไม่ต้องการของโมเลกุลที่ใช้งานอยู่

การตั้งค่าการสกัดสําหรับการแยกพฤกษศาสตร์: เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP400STตัวกรองสูญญากาศ Büchi และเครื่องระเหยโรเตอร์สําหรับการสกัดสารพฤกษเคมี เช่น อัลคาลอยด์และฟีนอล

Hielscher Ultrasonicators สําหรับการสกัดอัลคาลอยด์ที่มีประสิทธิภาพ

Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายเครื่องสกัดอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงซึ่งใช้สําหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ตลอดจนการผลิตสารสกัดเกรดเภสัชกรรม
ประสิทธิภาพการสกัดที่เหนือกว่า:การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์และมีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษเกี่ยวกับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืช ในขณะที่วิธีการแบบดั้งเดิมมักใช้เวลานาน (หลายชั่วโมงถึงหลายวัน) การสกัดทางพฤกษศาสตร์อัลตราโซนิกใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที

ผลผลิตการสกัดสูงและคุณภาพสารสกัดที่เหนือกว่าด้วย Hielscher Ultrasonicators

การสกัดที่ขับเคลื่อนด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยให้สามารถปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพออกจากวัสดุจากพืชได้อย่างสมบูรณ์ โพรงอากาศอัลตราโซนิกทําลายเมทริกซ์ของเซลล์และปล่อยโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพอย่างมีประสิทธิภาพลงในตัวทําละลายโดยรอบ การศึกษาเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าการ sonication ให้ผลผลิตสารสกัดที่สูงกว่าเทคนิคการสกัดอื่น ๆ (เช่น Soxhlet, maceration, decoction, infusion) การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเข้ากันได้กับตัวทําละลายใด ๆ และช่วยให้สามารถใช้ตัวทําละลายที่อ่อนโยนมากเช่นน้ําหรือเอทานอลในน้ํา สําหรับข้อกําหนดการสกัดเฉพาะ สามารถเลือกตัวทําละลายที่มีขั้วและไม่มีขั้วได้ และการสลับระหว่างตัวทําละลายก็ไม่มีปัญหา การควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการอย่างแม่นยํา (เช่น แอมพลิจูด) การใช้ตัวทําละลายอ่อน และการควบคุมอุณหภูมิที่แน่นอนช่วยป้องกันการย่อยสลายและการปนเปื้อนของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (เช่น อัลคาลอยด์ โพลีฟีนอล ฟลาโวนอยด์ แคนนาบินอยด์ ฯลฯ) ระหว่างการสกัดด้วยอัลตราโซนิก

การประยุกต์ใช้อเนกประสงค์ของ Hielscher Ultrasonicators

ในขณะที่เทคนิคการสกัดทางเลือก (เช่นคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวดการสกัดด้วยตัวทําละลายการซึมผ่าน ฯลฯ ) มักจะใช้ได้กับการสกัดโมเลกุลเฉพาะขึ้นอยู่กับน้ําหนักโมเลกุลความสามารถในการละลายและความไวต่อความร้อนการสกัดด้วยเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของ Hielscher ช่วยให้สามารถสกัดสารประกอบทางพฤกษศาสตร์ได้หลากหลาย การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถช่วยนําไปใช้กับการสกัดสารสกัดในวงกว้างที่มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอย่างน่าเชื่อถือ เช่น โพลีฟีนอล อัลคาลอยด์ แอนทราควิโนน ฟลาโวนอยด์ ไกลโคไซด์ ไขมัน เพคติน และโพลีแซ็กคาไรด์

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีเยี่ยมและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การใช้พลังงานของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยน้อยกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมในการสกัดสารประกอบยาจากพืช

ความน่าเชื่อถือเนื่องจากการกําหนดมาตรฐานกระบวนการด้วย Hielscher Ultrasonics

เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกทั้งหมดได้อย่างแม่นยําเช่นแอมพลิจูดความเข้มระยะเวลาและอุณหภูมิ พารามิเตอร์ของกระบวนการสามารถควบคุมได้ง่ายและได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ พารามิเตอร์กระบวนการทั้งหมดจะถูกโปรโตคอลโดยอัตโนมัติเป็นไฟล์ CSV บนการ์ด SD ในตัว สิ่งนี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถแก้ไขการสอบ sonication เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการสกัดและเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพสารสกัดที่สม่ําเสมอ เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถผลิตสารสกัดจากพฤกษศาสตร์ที่มีคุณภาพที่เหนือกว่าและอํานวยความสะดวกในการปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีในการผลิต (GMP)

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: