Prob Tipi Sonikatörlerle Yüksek Verimli Alkaloid Ekstraksiyonu

Bitkisel materyallerden alkaloidleri daha hızlı, daha eksiksiz ve hassas proses kontrolüyle ekstrakte edin. Hielscher prob tipi sonikatörleri, bitki hücrelerini açmak ve kütle transferini yoğunlaştırmak için akustik kavitasyonu kullanarak saatler yerine dakikalar içinde yüksek alkaloid verimleri elde etmenize yardımcı olur.
Yaprak, kök, kabuk, tohum veya diğer bitkisel materyalleri işliyor olmanız fark etmeksizin Hielscher ultrasonik ekstraktörleri, laboratuvar testlerinden pilot partilere ve endüstriyel hat içi üretime kadar tekrarlanabilir ekstraksiyonu destekler.

Neden ultrasonik alkaloid ekstraksiyonunu seçmelisiniz?

• Verimli hücre parçalama ve iyileştirilmiş çözücü penetrasyonu sayesinde daha yüksek ekstraksiyon verimleri
• Maserasyon, dekoksiyon, infüzyon veya Soxhlet ekstraksiyonuna kıyasla daha kısa işlem süreleri
• Su, sulu etanol, metanol veya diğer uygun çözücülerle daha az çözücü kullanımı
• Ayarlanabilir genlik, sıcaklık, süre ve yoğunluk sayesinde kontrollü ekstrakt kalitesi
• Küçük numunelerden sürekli endüstriyel ekstraksiyona kolay ölçek büyütme
• Tekrarlanabilirlik ve kalite güvencesi için otomatik proses verisi kaydıyla güvenilir belgelendirme

Güç Ultrasonuyla Yüksek Verimli Alkaloid Ekstraksiyonu

Ultrasonik ekstraksiyon alkaloidlerin izolasyonunu nasıl destekler?
Ultrasonik ekstraksiyon, düşük frekanslı ultrason dalgalarını (ör. 20–26kHz frekans) ve ultrasonun akustik kavitasyon etkisini kullanır. Yüksek yoğunluklu ultrason dalgaları, çökerek yerel olarak enerji yoğun basınç ve sıcaklık farklarının yanı sıra güçlü kesme kuvvetleri oluşturan kavitasyon kabarcıkları meydana getirir; bunlar bitki hücre duvarlarını ve bitki dokusunu delerek ve parçalayarak açar. Kavitasyonun oluşturduğu sıvı akışı, hücre içi matris ile çevresindeki çözücü arasında kütle transferini destekler ve böylece alkaloidler verimli biçimde serbest kalır. Ultrasonik alkaloid ekstraksiyonu için bitkisel materyal (ör. öğütülmüş kurutulmuş yapraklar), genellikle sulu etanol gibi su ve organik çözücü karışımı olan bir çözücüye yerleştirilir. Metanol ve etanol gibi polar çözücülerin yüksek alkaloid verimleri için en verimli çözücüler olduğu bulunmuştur. Bitkisel materyal ve çözücüden oluşan bulamacın kısa süreli ultrasonik işleminden sonra alkaloidler bitki hücrelerinden serbest kalır ve çözücüde bulunur; buradan izole edilip saflaştırılabilirler (ör. döner evaporatör kullanılarak).

Ultrasonik Alkaloid Ekstraksiyonunun Başlıca Avantajları

Ultrasonik ekstraksiyon, aşağıdakiler dahil çeşitli avantajlar sunduğu için bitkisel materyallerden alkaloidlerin izolasyonunda üstün bir ekstraksiyon tekniği olarak kabul edilir:

1. Artan ekstraksiyon verimliliği: Ultrasonik ekstraksiyon, geleneksel ekstraksiyon yöntemlerine kıyasla alkaloid verimini %200’den fazla artırabilir.
2. Azalan ekstraksiyon süresi: Ultrasonik ekstraksiyon, ekstraksiyon süresini önemli ölçüde azaltarak büyük hacimlerdeki bitkisel materyalin daha hızlı ve daha verimli işlenmesine olanak tanıyabilir.
3. Daha düşük çözücü tüketimi: Ultrasonik ekstraksiyon, ekstraksiyon için gereken çözücü miktarını azaltabilir; böylece çözücü tüketimi ve çevresel etki azalır.
4. Seçici ekstraksiyon: Ultrasonik ekstraksiyon, uygun çözücü, proses parametreleri ve ekstraksiyon sıcaklığı seçilerek belirli alkaloidlerin seçici olarak ekstrakte edilmesi için kullanılabilir. İstenmeyen bileşikler geride bırakıldığından nihai ürünün saflığı artar.
5. Kolay ölçek büyütme: Ultrasonik ekstraksiyonun ölçeği, daha büyük hacimlerdeki bitkisel materyali işlemek için kolayca büyütülebilir; bu da onu ticari üretime uygun kılar. Ultrasonik prosesler doğrusal olarak ölçeklendirilebilir ve bu, endüstriyel ölçekte uygulamayı kolaylaştırır.

Genel olarak ultrasonik ekstraksiyon, bitkisel materyallerden alkaloidlerin izolasyonu için daha hızlı, daha verimli ve daha çevre dostu bir yaklaşım sunar.

Graviola Ağacının Yapraklarından Ultrasonik Alkaloid Ekstraksiyonu

Nolasco-González et al. (2022), Annona muricata (graviola ağacı) bitki türünün yapraklarından fenolik bileşikler, alkaloidler ve asetogeninler (tümü yüksek antioksidan kapasiteye sahip) dahil biyoaktif bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonunun etkinliğini ve verimliliğini araştırmıştır. Ultrasonik ekstraksiyon için UP400S prob tipi sonikatörünü şu koşullarda kullanmışlardır: %80 genlik, 0,7 s darbe döngüsü, 4,54 min süre. Toplam çözünür fenoller (TSP), 0,5 g kurutulmuş yaprak tozu ve 20 mL aseton: su (80:20 v/v) kullanılarak ekstrakte edilmiştir. Ultrasonik olarak üretilen ekstrakt, 178,48 mg/100 mL çözünür fenol, 20,18 mg/100 mL toplam flavonoid, 27,81 mg/100 mL hidrolize edilebilir polifenol, 167,07 mg/100 mL kondanse tanen, 30,44 mg/100 mL toplam alkaloid ve 14,62 mg/100 mL toplam asetogenin içermiştir. U400S prob tipi sonikatörüyle izole edilen ekstrakt (soldaki resme bakın), yüksek antioksidan kapasite ve bileşik türüne bağlı olarak dekoksiyon veya infüzyona kıyasla ~6–~927 kat daha yüksek biyoaktif bileşik içeriği göstermiştir. Numunelerde yirmi dört farklı fenolik bileşik tanımlanmış ve ultrasonik olarak izole edilen ekstrakt en yüksek konsantrasyonu vermiştir.
[bkz. Nolasco-González et al., 2022]

Ultrason destekli ekstraksiyonun (UAE), dekoksiyonun ve infüzyonun optimum koşullarında elde edilen ekstraktların antioksidan kapasitesi. Ultrasonik ekstraktlar tutarlı biçimde önemli ölçüde daha yüksek antioksidan kapasite gösterir.
(Çalışma ve grafik: ©Nolasco-González et al., 2022)

UP400S sonikatörü kullanılarak Annona muricata yapraklarından ultrasonik olarak izole edilen ekstrakttaki fenolik bileşiklerin HPLC kromatogramı.
(1) şikimik asit, (2) gallik asit, (3) protokateşik asit, (4) neoklorojenik asit,
(5) 3,4-dihidroksifenilasetik, (6) 4-hidroksibenzoik asit, (7) klorojenik asit, (8) 4-hidroksifenil asetik, (9) vanilik asit, (10) siringik asit, (11) 3-hidroksibenzoik asit, (12) kafeik asit, (13) 4-hidroksibenzaldehit, (14) homovanilik asit, (15) 3-(4-hidroksifenil), (16) p-kumarik asit, (17) trans-ferulik asit, (18) trans-sinnamik asit, (19) gallokateşin, (20) epigallokateşin, (21) kateşin,(22) epikateşin, (23) rutin, (24) ellajik asit.
(Çalışma ve grafik: ©Nolasco-González et al., 2022)

Lee et al. (2021) da benzer doğrulanmış sonuçlar elde etmiş ve sonikasyon altında (340 W, 56◦C, 30 min) ekstrakte edilen A. muricata yapraklarından Soxhlet ekstraksiyonuna (7 h, 80◦C) kıyasla 2,3 kat daha fazla alkaloid elde edildiğini bildirmiştir.

Sonikatör Kullanılarak Mimoza Kök Kabuğu ve Ayahuasca’dan İndol Alkaloidi Ekstraksiyonu

Mimoza kök kabuğu ve ayahuasca yaprakları, N,N-dimetiltriptamin (DMT) alkaloidini içerir. Dimetiltriptamin (DMT), halüsinojenik etkileri nedeniyle ve dolayısıyla depresyon ve travma sonrası stres bozukluklarını (PTSD) tedavi etmek için potansiyel bir ilaç olarak halen klinik araştırmalarda incelenmektedir. Sonikasyon, alkaloidin Mimosa hostilis köklerinden ve Psychotria viridis yapraklarından (ayahuasca) serbest kalmasını ve izolasyonunu etkili biçimde destekler. Ultrasonik DMT ekstraksiyonu çok kısa sürede yüksek verimler verir. Neredeyse her çözücüyle uyumlu olan Hielscher prob tipi sonikatörleri, araştırma ve tıbbi ortamlarda kullanılmak üzere farmasötik kalitede biyoaktif bileşiklerin üretiminin yanı sıra analitik kalite ve potens testlerinden önce numune hazırlama için kullanılır. Bu nedenle Hielscher sonikatörleri, tıbbi DMT ve botanik araştırmalarını çeşitli şekillerde kolaylaştırabilir.
İndol alkaloidi N,N-dimetiltriptaminin (DMT) en yaygın kaynağı jurema ağacıdır; DMT, Mimosa hostilis köklerinden (yaygın olarak jurema preta adıyla bilinir) elde edilir. Ayahuasca, Psychotria viridis çalısının yapraklarının DMT bakımından zengin olduğu başka bir bitki türünün geleneksel adıdır.
Hem mimoza kök kabuğu (ayrıca mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; kısaltması MHRB) hem de ayahuasca yaprakları, tedavi edici ilaç olma potansiyelleri bakımından halen klinik araştırmalarda incelenen çeşitli biyoaktif bileşikler içerir. Mimoza kök kabuğu tanenler, saponinler, triptaminler, alkaloidler, lipitler, fitoindoller, ksiloz, fitosteroller, glukozitler, ramnoz, arabinoz, metoksikalkonlar, lupeol ve kukulkaninler içerir. Bu biyoaktif bileşikler, prob tipi sonikatörler kullanılarak kök kabuğundan verimli biçimde ekstrakte edilebilir. Ultrasonik ekstraksiyon, mimoza kök kabuğu ve ayahuasca yaprakları gibi bitkisel materyallerden alkaloidler gibi hedef maddelerin izolasyonu için üstün tekniktir. Sonikasyon, çok kısa bir ekstraksiyon süresinde yüksek verimler vererek öne çıkar. Ilımlı proses koşulları, aktif moleküllerin istenmeyen bozunmasını önleyerek en yüksek ekstrakt kalitesini güvence altına alır.

Bitkisel bileşiklerin izolasyonu için ekstraksiyon düzeneği: UP400ST prob tipi sonikatörü, alkaloidler ve fenoller gibi fitokimyasalların ekstraksiyonu için Büchi vakum filtresi ve döner evaporatör.

Verimli Alkaloid Ekstraksiyonu için Hielscher Sonikatörleri

Hielscher Ultrasonics, bilimsel araştırmaların yanı sıra farmasötik kalitede ekstraktların üretiminde kullanılan yüksek performanslı ultrasonik ekstraktörler tasarlar, üretir ve dağıtır.
Üstün Ekstraksiyon Verimliliği: Ultrason destekli ekstraksiyon, bitkilerden biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonunda olağanüstü yüksek verimliliğe sahip, bilimsel olarak kanıtlanmış bir tekniktir. Geleneksel yöntemler çoğu zaman uzun süre alırken (birkaç saatten günlere kadar), ultrasonik bitkisel ekstraksiyon yalnızca birkaç dakika sürer.

Hielscher Sonikatörleriyle Yüksek Ekstraksiyon Verimi ve Üstün Ekstrakt Kalitesi

Ultrasonla gerçekleştirilen ekstraksiyon, biyoaktif bileşiklerin bitkisel materyalden tamamen serbest kalmasına olanak tanır. Ultrasonik kavitasyon hücresel matrisi parçalar ve biyoaktif molekülleri çevredeki çözücüye verimli biçimde serbest bırakır. Karşılaştırmalı çalışmalar, sonikasyonun diğer ekstraksiyon tekniklerinden (ör. Soxhlet, maserasyon, dekoksiyon, infüzyon) daha yüksek ekstrakt verimleri verdiğini göstermiştir. Ultrasonik ekstraksiyon her çözücüyle uyumludur ve böylece su veya sulu etanol gibi çok ılımlı çözücülerin kullanımına da olanak tanır. Belirli ekstraksiyon gereksinimlerine göre polar ve polar olmayan çözücüler seçilebilir ve çözücüler arasında geçiş sorun oluşturmaz. Proses parametrelerinin (ör. genlik) hassas kontrolü, ılımlı çözücülerin kullanımı ve tam sıcaklık kontrolü, ultrasonik ekstraksiyon sırasında biyoaktif bileşiklerin (ör. alkaloidler, polifenoller, flavonoidler, kannabinoidler vb.) bozunmasını ve kontaminasyonunu önler.

Hielscher Sonikatörlerinin Çok Yönlü Uygulamaları

Alternatif ekstraksiyon teknikleri (ör. süperkritik CO2, çözücü ekstraksiyonu, perkolasyon vb.) molekül ağırlığına, çözünürlüğe ve ısı hassasiyetine bağlı olarak çoğu zaman yalnızca belirli moleküllerin ekstraksiyonuna uygulanabilirken, Hielscher yüksek performanslı sonikatörleriyle ekstraksiyon, her türlü bitkisel bileşiğin çok yönlü ekstraksiyonuna olanak tanır. Ultrason destekli ekstraksiyon, polifenoller, alkaloidler, antrakinonlar, flavonoidler, glikozitler, lipitler, pektin ve polisakkaritler gibi biyoaktif bileşikler içeren geniş spektrumlu ekstraktların elde edilmesi için güvenilir biçimde uygulanabilir.

Mükemmel Enerji Verimliliği ve Çevre Dostu Özellikler

Bitkilerden tıbbi bileşiklerin ekstraksiyonunda ultrason destekli ekstraksiyonun enerji tüketimi, geleneksel yöntemlerinkinden çok daha düşüktür.

Hielscher Ultrasonics ile Proses Standardizasyonu Sayesinde Güvenilirlik

Hielscher sonikatörleri genlik, yoğunluk, süre ve sıcaklık gibi tüm ultrasonik proses parametrelerinin hassas kontrolüne olanak tanır. Proses parametreleri kolayca kontrol edilebilir ve sürekli izlenir. Ayrıca tüm proses parametreleri, dahili bir SD karta CSV dosyası olarak otomatik kaydedilir. Bu, operatörün sonikasyon işlemlerini gözden geçirmesine, ekstraksiyon prosesini optimize etmesine ve tutarlı ekstrakt kalitesini güvence altına almasına olanak tanır. Hielscher sonikatörleri, üreticilerin üstün kalitede bitkisel ekstraktlar üretmesine olanak tanır ve İyi Üretim Uygulamalarına (GMP) uyumu kolaylaştırır.

Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında fikir verir: