การสกัดอาร์เทมิซินินอย่างมีประสิทธิภาพสูงด้วยอัลตราซาวนด์

สามารถสกัดอาร์เทมิซินินได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้ผลได้อาร์เทมิซินินสูงมากโดยใช้ตัวทำละลายที่ไม่รุนแรง กระบวนการสกัดที่ใช้อัลตราซาวนด์มีความรวดเร็วขึ้นอย่างมาก สามารถควบคุมสภาวะการประมวลผลในเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ได้อย่างแม่นยำ จึงช่วยป้องกันการเสื่อมสลายของอาร์เทมิซินินซึ่งเป็นชีวโมเลกุลที่ไวต่อความร้อน

การสกัดอาร์เทมิซินิน

อาร์เทมิซินินเป็นโมเลกุลที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพซึ่งพบภายในต่อมขนของพืช Artemisia annua ใช้เป็นยาต้านมาลาเรีย และมีศักยภาพสูงในการใช้เป็นยารักษาโรคอื่น ๆ หลายชนิด รวมถึงมะเร็งและ SARS-CoV-2 วิธีการสกัดแบบดั้งเดิมใช้ตัวทำละลายที่เป็นพิษ และเป็นกระบวนการที่มีค่าใช้จ่ายสูงและมีประสิทธิภาพต่ำกว่าระดับที่เหมาะสมที่สุด การผลิตอาร์เทมิซินินในปริมาณมากภายใต้สภาวะที่เอื้อต่อสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจจำเป็นต้องใช้เทคนิคการสกัดที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีการสกัดที่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลาย และสามารถใช้ร่วมกับน้ำหรือเอทานอลซึ่งเป็นตัวทำละลายที่ไม่เป็นพิษได้ มีการพิสูจน์แล้วว่าการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้ผลได้อาร์เทมิซินินสูง จึงสามารถขยายการผลิตอาร์เทมิซินินให้มีปริมาณมากได้อย่างรวดเร็ว อุปกรณ์สกัดด้วยอัลตราซาวนด์สำหรับการประมวลผลแบบแบตช์และแบบอินไลน์ในระดับอุตสาหกรรมมีพร้อมใช้งาน

การสกัดอาร์เทมิซินินจาก Artemisia annua ด้วยอัลตราซาวนด์

การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงในการสกัดมีข้อได้เปรียบเหนือวิธีการสกัดอื่น ๆ ในปัจจัยสำคัญหลายด้าน รวมถึงผลได้ ระยะเวลาการสกัด ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และความคุ้มค่าด้านต้นทุน

ข้อเสียของการสกัดอาร์เทมิซินินแบบดั้งเดิม

วิธีการสกัดอาร์เทมิซินินแบบดั้งเดิมใช้เวลานาน อาจทำให้โมเลกุลอาร์เทมิซินินที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพเสียหายเนื่องจากการใช้อุณหภูมิสูง และส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมากเนื่องจากการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ กระบวนการปลายน้ำยังจำเป็นต้องมีการทำให้บริสุทธิ์อย่างเข้มข้นเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนออกจากสารสกัดหยาบ

ข้อดีของการสกัดอาร์เทมิซินินด้วยอัลตราซาวนด์

การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงในการสกัดก่อให้เกิดผลเชิงบวกหลายประการที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการสกัด: อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงก่อให้เกิดคาวิเทชันจากคลื่นเสียง คาวิเทชันจากคลื่นเสียงนี้ส่งเสริมการสกัดสารจากพืชโดยทำให้เซลล์แตก จึงปลดปล่อยชีวโมเลกุลที่ถูกกักอยู่ภายในออกจากเมทริกซ์เซลล์ของพืช นอกจากนี้ แรงจากคาวิเทชันยังเพิ่มการถ่ายเทมวล โดยลำเลียงชีวโมเลกุล เช่น อาร์เทมิซินิน เข้าสู่ตัวทำละลายที่อยู่โดยรอบอย่างมีประสิทธิภาพ หลักการทำงานของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์อธิบายได้ด้วยแรงเชิงกลของคาวิเทชันเพียงอย่างเดียว ซึ่งหมายความว่าการใช้อัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคการสกัดที่ไม่ใช้ความร้อนและไม่ใช้กระบวนการทางเคมี การเป็นเทคนิคการสกัดที่ไม่ใช้ความร้อนทำให้การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์มีความเหมาะสมเป็นพิเศษ เนื่องจากอาร์เทมิซินินเป็นสารประกอบที่ไวต่อความร้อน กล่าวคือ อุณหภูมิที่สูงขึ้น (เช่น 70°C) จะทำให้สารนี้สลายตัว ดังนั้น จึงไม่สามารถต้ม Artemisia annua L. ในน้ำร้อนเพื่อให้ได้อาร์เทมิซินิน

ตัวทำละลายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับการสกัดอาร์เทมิซินินด้วยอัลตราซาวนด์

ตัวทำละลายสำหรับการสกัดแบบดั้งเดิมที่ใช้ในการผลิตอาร์เทมิซินิน ได้แก่ เฮกเซน ปิโตรเลียมอีเทอร์ หรือไดคลอโรมีเทน การสกัดที่ขับเคลื่อนด้วยอัลตราซาวนด์ใช้ได้กับตัวทำละลายทุกชนิด รวมถึงตัวทำละลายที่ไม่รุนแรงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เช่น เอทานอลหรือน้ำ การสกัดอาร์เทมิซินินด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้เอทานอลมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับการใช้ตัวทำละลายที่รุนแรง เนื่องจากอาร์เทมิซินินละลายในน้ำได้ไม่ดี จึงสามารถใช้ไซโคลเดกซ์ทรินเพื่อปรับปรุงการสกัดอาร์เทมิซินินด้วยอัลตราซาวนด์ในน้ำเย็นได้

อะไรทำให้การสกัดอาร์เทมิซินินด้วยอัลตราซาวนด์มีประสิทธิภาพสูงเช่นนี้?

การทำความเข้าใจข้อดีของการสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยจำเป็นต้องเข้าใจหลักการทำงานของอัลตราซาวนด์กำลังสูง กลไกที่เพิ่มประสิทธิภาพการสกัดของอัลตราซาวนด์กำลังสูงมีสาเหตุหลักมาจากปรากฏการณ์คาวิเทชันจากคลื่นเสียง คาวิเทชันจากอัลตราซาวนด์ทำให้อนุภาคของชีวมวลพืช (เช่น ใบ Artemisia annua L.) ชนกัน ส่งผลให้เกิดการแตกจากการชนกันระหว่างอนุภาคและทำให้ขนาดอนุภาคลดลง เมื่อฟองคาวิเทชันยุบตัวบนผิวของของแข็งจากพืช การกัดเซาะและการเกิดรูพรุนด้วยคลื่นเสียงจะเพิ่มพื้นที่ผิวของอนุภาคให้มากขึ้นอีก การถ่ายเทมวลที่เพิ่มขึ้นจากผลดังกล่าวช่วยให้โมเลกุล เช่น โปรตีน ลิพิด น้ำตาล วิตามิน สารต้านอนุมูลอิสระ สารพฤกษเคมี (เช่น อาร์เทมิซินิน) และใยอาหาร ถูกปลดปล่อยออกมาได้ง่ายขึ้น แรงเฉือนที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ช่วยให้ตัวทำละลายแทรกซึมเข้าสู่เมทริกซ์เซลล์ของวัสดุพืชได้ดีขึ้น และเพิ่มความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ตามลำดับ กลไกเหล่านี้ของอัลตราซาวนด์กำลังสูงทำให้กระบวนการมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อใช้อัลตราซาวนด์ในการสกัดสารจากพืช

คลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงทำให้โครงสร้างเซลล์ของพืชแตก ปลดปล่อยสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ และส่งเสริมการถ่ายเทมวลระหว่างวัสดุพืชกับตัวทำละลาย (เช่น เอทานอล)

ผลการสกัดอาร์เทมิซินินด้วยอัลตราซาวนด์ที่ได้รับการพิสูจน์โดยงานวิจัย

มีการศึกษาทางวิทยาศาสตร์หลายงานเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพและความเป็นไปได้ในการใช้งานจริงของการสกัดอาร์เทมิซินินจากใบ Artemisia annua ด้วยอัลตราซาวนด์

Briars และ Paniwnyk แสดงให้เห็นว่า “อัลตราซาวนด์ที่อุณหภูมิต่ำเพิ่มผลได้อาร์เทมิซินินที่สกัดจาก A. annua ประมาณ 58% และสารสกัดดูบริสุทธิ์กว่าเมื่อเทียบกับการแช่สกัดแบบทั่วไป ดังนั้น การใช้อัลตราซาวนด์ระหว่างการสกัดจึงมีศักยภาพในการผลิตวิธีการรักษาที่ใช้อาร์เทมิซินินเป็นหลักโดยมีต้นทุนต่ำลง” (Briars and Paniwnyk, 2013)

Zhang และคณะ (2017) ศึกษาการสกัดอาร์เทมิซินินด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ propylene glycol methyl ether (PGME) เป็นตัวทำละลาย สารสกัดอาร์เทมิซินินที่ผลิตด้วยอัลตราซาวนด์ได้รับการวิเคราะห์โดยใช้โครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูงยิ่ง (UPLC) ผลการวิเคราะห์ยืนยันคุณภาพของสารสกัด ด้วยความสามารถในการทำซ้ำของกระบวนการที่ดีและความเสถียรของอาร์เทมิซินินที่สกัดได้ การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยและใช้โมโนอีเทอร์ propylene glycol methyl ether (PGME) ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพเป็นตัวทำละลาย จึงมีแนวโน้มที่ดีอย่างมากในการสกัดและแยกโมเลกุลที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืช การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ propylene glycol methyl ether (PGME) เป็นตัวทำละลายให้ประสิทธิภาพการสกัดโดยรวมสูงและให้ผลได้อาร์เทมิซินินสูง (ดูเปรียบเทียบ Zhang et al., 2017)

ในการศึกษาอีกงานหนึ่ง Zhang และคณะ (2020) นำเสนอการสกัดอาร์เทมิซินินด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ hydroxypropyl-β-cyclodextrin การเติมไซโคลเดกซ์ทรินช่วยเพิ่มการปลดปล่อยอาร์เทมิซินินซึ่งเป็นสารประกอบที่ละลายในน้ำได้ไม่ดี และทำให้สามารถใช้น้ำเป็นตัวทำละลายโดยให้ผลได้จากการสกัดที่ดี การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ร่วมกับไซโคลเดกซ์ทรินเพิ่มปริมาณอาร์เทมิซินินเป็น 8.66 mg/g ซึ่งสูงกว่าปริมาณ 1.70 mg/g ที่ได้จากการสกัดด้วยน้ำอย่างมีนัยสำคัญ

เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับการผลิตอาร์เทมิซินิน

ระบบสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงจาก Hielscher Ultrasonics ใช้กันทั่วโลกในระดับการวิจัยและพัฒนา การผลิตขนาดเล็ก ขนาดกลาง และการผลิตเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น การผลิตอาหาร ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร และยา เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการสกัดและเพิ่มผลได้ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของการผลิตสารสกัดคุณภาพสูง Hielscher Ultrasonics มีอุปกรณ์สกัดสำหรับทุกปริมาตร / กำลังการประมวลผล ด้วยประสบการณ์ในการสกัดสารจากพืชมากกว่า 25 ปี Hielscher Ultrasonics จึงเป็นพันธมิตรที่คุณไว้วางใจได้สำหรับการสกัดสารจาก Artemisia annua ด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง!

เครื่องอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงที่ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัย

คุณสมบัติอัจฉริยะของเครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher ได้รับการออกแบบเพื่อรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้ และความสะดวกในการใช้งาน สามารถเข้าถึงและปรับค่าการทำงานได้ง่ายผ่านเมนูที่ใช้งานได้อย่างเข้าใจง่าย ซึ่งเข้าถึงได้ผ่านหน้าจอสัมผัสสีดิจิทัลและการควบคุมระยะไกลผ่านเบราว์เซอร์ ด้วยเหตุนี้ สภาวะการประมวลผลทั้งหมด เช่น พลังงานสุทธิ พลังงานรวม แอมพลิจูด เวลา ความดัน และอุณหภูมิ จึงได้รับการบันทึกโดยอัตโนมัติลงในการ์ด SD ที่ติดตั้งในตัวเครื่อง ซึ่งช่วยให้คุณทบทวนและเปรียบเทียบการใช้อัลตราซาวนด์ครั้งก่อน ๆ และปรับกระบวนการสกัดอาร์เทมิซินินให้มีประสิทธิภาพสูงสุดได้
ระบบ Hielscher Ultrasonics ใช้กันทั่วโลกในการผลิตสารสกัดจากพืชคุณภาพสูง เครื่องอัลตราซาวนด์อุตสาหกรรมของ Hielscher สามารถทำงานที่แอมพลิจูดสูงอย่างต่อเนื่อง (24/7/365) ได้อย่างง่ายดาย สามารถสร้างแอมพลิจูดได้สูงถึง 200µm อย่างต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายด้วยโซโนโทรดมาตรฐาน (โพรบ / ฮอร์นอัลตราซาวนด์) สำหรับแอมพลิจูดที่สูงกว่านี้ มีโซโนโทรดอัลตราซาวนด์ที่ผลิตตามความต้องการให้เลือกใช้ ด้วยความแข็งแกร่งทนทานและความต้องการการบำรุงรักษาต่ำ ระบบสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ของเราจึงมักได้รับการติดตั้งสำหรับงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดการใช้งานสูง

ติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดอาร์เทมิซินินจากพืช Artemisia annua ด้วยอัลตราซาวนด์ เรายินดีส่งข้อมูลเกี่ยวกับระบบสกัดด้วยอัลตราซาวนด์และราคาให้คุณ! บุคลากรที่มีประสบการณ์อย่างมากของเรายินดีหารือกับคุณเกี่ยวกับการใช้งานและข้อกำหนดด้านการประมวลผลของคุณ!
ตารางด้านล่างแสดงกำลังการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ของเรา: