Bir Prob-Ultrasonikatör kullanarak Alkaloid Ekstraksiyonu

Alkaloidler, ultrasonikasyon kullanılarak bitkilerden verimli bir şekilde ekstrakte edilebilen biyoaktif bileşiklerdir. Alkaloidler çok çeşitli biyolojik etkiler sergiler ve bu nedenle farmasötik ve terapötik olarak kullanılırlar. Ultrasonik ekstraksiyon, bitki materyalinden yüksek kaliteli alkaloid özleri üretmek için tercih edilen tekniktir. Ultrasonik ekstraksiyon çok yüksek alkaloid verimi ile sonuçlanırken, ekstraksiyon süresi kısadır ve ultrasonik ekipman güvenli ve kullanımı kolaydır.

Power-Ultrasound kullanarak Yüksek Verimli Alkaloid Ekstraksiyonu

Ultrasonik ekstraksiyon alkaloidlerin izolasyonunu nasıl teşvik eder?
Ultrasonik ekstraksiyon, düşük frekanslı ultrason dalgaları (örneğin 20-26kHz frekansı) ve ultrasonun akustik kavitasyon etkisini kullanır. Yüksek yoğunluklu ultrason dalgaları, yerel olarak enerji yoğun basınç ve sıcaklık farklarının yanı sıra bitki hücre duvarlarını ve bitki dokusunu delen ve kıran güçlü kesme kuvvetleri üreten, çöken kavitasyon kabarcıkları oluşturur. Kavitasyon tarafından üretilen sıvı akışı, hücre içi matris ile çevreleyen çözücü arasındaki kütle transferini teşvik eder, böylece alkaloidler verimli bir şekilde salınır. Ultrasonik alkaloid ekstraksiyonu için, bitki materyali (örneğin öğütülmüş kurutulmuş yapraklar) tipik olarak bir su ve sulu etanol gibi organik bir çözücü karışımı olan bir çözücüye yerleştirilir. Metanol ve etanol gibi polar çözücülerin yüksek alkaloid verimleri için en verimli olduğu bulunmuştur. Bulamacın kısa bir ultrasonik işleminden sonra – bitki materyali ve çözücüden oluşur – Alkaloidler bitki hücrelerinden salınır ve çözücü içinde bulunur, buradan izole edilebilirler ve saflaştırılabilirler (örneğin bir rotor-evaporatör kullanılarak).

Ultrasonik Alkaloid Ekstraksiyonunun Başlıca Avantajları

Ultrasonik ekstraksiyon, alkaloidlerin bitki materyallerinden izolasyonu için üstün ekstraksiyon tekniği olarak kabul edilir, çünkü aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli avantajlar sunar:

1. Artan ekstraksiyon verimliliği: Ultrasonik ekstraksiyon, geleneksel ekstraksiyon yöntemlerine kıyasla alkaloidlerin verimini% 200'den fazla artırabilir.
2. Azaltılmış ekstraksiyon süresi: Ultrasonik ekstraksiyon, büyük hacimli bitki materyalinin daha hızlı ve daha verimli işlenmesine izin vererek ekstraksiyon süresini önemli ölçüde azaltabilir.
3. Daha düşük solvent tüketimi: Ultrasonik ekstraksiyon, ekstraksiyon için gereken solvent miktarını azaltabilir, bu da solvent tüketiminin azalmasına ve çevresel etkinin azalmasına neden olabilir.
4. Seçici ekstraksiyon: Ultrasonik ekstraksiyon, uygun çözücüyü, işlem parametrelerini ve ekstraksiyon sıcaklığını seçerek belirli alkaloidleri seçici olarak çıkarmak için kullanılabilir. İstenmeyen bileşikler geride kaldıkça, nihai ürünün saflığı iyileştirilir.
5. Ölçeği büyütmek kolay: Ultrasonik ekstraksiyon, daha büyük hacimli bitki materyallerini işlemek için kolayca ölçeklendirilebilir ve bu da onu ticari üretim için uygun hale getirir. Ultrasonik işlemler doğrusal olarak ölçeklendirilebilir, bu da endüstriyel ölçekte uygulamayı kolaylaştırır.

Genel olarak, ultrasonik ekstraksiyon, alkaloidleri bitki materyallerinden izole etmek için daha hızlı, daha verimli ve daha çevre dostu bir yaklaşım sunar.

Tarçın elması Ağacının Yapraklarından Ultrasonik Alkaloid Ekstraksiyonu

Nolasco-González ve ark. (2022), Annona muricata (tarçın elması ağacı) bitki türlerinin yapraklarından fenolik bileşikler, alkaloidler, asetojeninler (tümü yüksek antioksidan kapasiteye sahip) dahil olmak üzere biyoaktif bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonunun etkinliğini ve verimliliğini araştırdı. Ultrasonik ekstraksiyon için, aşağıdaki koşullarda prob tipi ultrasonicator UP400S'yi kullandılar:% 80 genlik, 0.7 s darbe döngüsü, 4.54 dakika boyunca. Toplam çözünür fenoller (TSP), 0.5 g kurutulmuş yaprak tozu ve 20 mL aseton: su (80:20 v/h) kullanılarak ekstrakte edildi. 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 polifenoller, 167.07 mg / 100 mL yoğunlaştırılmış tanenler, 30.44 mg / 100 mL toplam alkaloidler ve 14.62 mg / 100 mL toplam asetogeninler. U400S prob tipi ultrasonicator ile izole edilen ekstrakt (soldaki resme bakın), bileşiğin türüne bağlı olarak, yüksek bir antioksidan kapasitesi ve kaynatma veya infüzyondan ~ 6 ila ~ 927 kat daha yüksek bir biyoaktif bileşik içeriği sergiledi. Numunelerde yirmi dört farklı fenolik bileşik tanımlandı ve ultrasonik olarak izole edilen ekstrakt en yüksek konsantrasyonu üretti.
[cf. Nolasco-González ve diğerleri, 2022]

Ultrason destekli ekstraksiyon (BAE), kaynatma ve infüzyonun optimal koşulları ile elde edilen ekstraktların antioksidan kapasitesi. Ultrasonik özler sürekli olarak önemli ölçüde daha yüksek antioksidan kapasite gösterir.
(Çalışma ve grafik: ©Nolasco-González ve ark., 2022)

Ultrasonicator UP400S kullanılarak Annona muricata yapraklarının ultrasonik olarak izole edilmiş ekstraktından fenolik bileşiklerin HPLC kromatogramı.
(1) şikimik asit, (2) gallik asit, (3) protokatekuik 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) gallocatechin, (20) epigallocatechin, (21) kateşin, (22) epikateşin, (23) rutin, (24) Elajik asit.
(Çalışma ve grafik: ©Nolasco-González ve ark., 2022)

Lee ve ark. (2021), Soxhlet ekstraksiyonuna (7 saat, 80 ° C) kıyasla ultrasonikasyon (340 W, 56 ° C, 30 dakika) altında ekstrakte edilen A. muricata yapraklarından 2,3 kat daha fazla alkaloid bildirdikleri için benzer doğrulanmış sonuçlara sahipti.

Bir Ultrasonicator kullanarak Mimoza Kök Kabuğu ve Ayahuasca'dan Indol Alkaloid Ekstraksiyonu

Mimoza kökü kabuğu ve ayahuasca yaprakları, alkaloid N, N-dimetiltriptamin (DMT) içerir. Dimetiltriptamin (DMT) şu anda halüsinojenik etkileri nedeniyle klinik çalışmalarda araştırılmaktadır ve bu nedenle depresyon ve travma sonrası stres bozukluklarını (TSSB) tedavi etmek için potansiyel bir ilaç olarak kullanılmaktadır. Ultrasonikasyon, Mimosa hostilis köklerinden ve Psychotria viridis yapraklarından (ayahuasca) alkaloidin serbest bırakılmasını ve izolasyonunu etkili bir şekilde teşvik eder. Ultrasonik DMT ekstraksiyonu çok kısa sürede yüksek verim sağlar. Hemen hemen her çözücü ile uyumlu, Hielscher prob tipi ultrasonicators, araştırma ve tıbbi ortamlarda kullanılmak üzere ilaç sınıfı biyoaktif bileşiklerin üretimi için ve ayrıca analitik kalite ve potens testinden önce numune hazırlama için kullanılır. Bu nedenle, Hielscher ultrasonicators tıbbi DMT ve botanik araştırmaları çeşitli şekillerde kolaylaştırabilir.
Jurema ağacındaki indol akaloid N, N-dimetiltriptaminin (DMT) en yaygın kaynağı, Mimosa hostilis köklerinden (genellikle jurema preta olarak bilinir) gelir. Ayahuasca, çalı Psychotria viridis'in yapraklarının DMT açısından zengin olduğu başka bir bitki türünün geleneksel adıdır.
Hem mimoza kökü kabuğu (ayrıca mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Kök Kabuğu; kısaltması MHRB) hem de ayahuasca yaprakları, terapötik ilaç potansiyelleri açısından şu anda klinik çalışmalarda araştırılan çeşitli biyoaktif bileşikler içerir. Mimoza kökü kabuğu tanenler, saponinler, triptaminler, alkaloidler, lipitler, fitoindoller, ksiloz, fitosteroller, glukozitler, ramnoz, arabinoz, metoksikalkonlar, lupeol ve kukulkaninler içerir. Bu biyoaktif bileşikler, prob tipi ultrasonicators kullanılarak kök kabuğundan verimli bir şekilde ekstrakte edilebilir. Ultrasonik ekstraksiyon, mimoza kökü kabuğu ve ayahuasca yaprakları gibi botanik materyallerden alkaloidler gibi hedef maddeleri izole etmek için üstün bir tekniktir. Sonikasyon, çok kısa bir ekstraksiyon süresi içinde yüksek verim vererek mükemmeldir. Hafif proses koşulları, aktif moleküllerin istenmeyen bozunmasını önleyerek en yüksek ekstrakt kalitesini sağlar.

Botanik izolasyon için ekstraksiyon kurulumu: Prob tipi ultrasonicator UP400ST, Alkaloidler ve fenoller gibi fitokimyasalların ekstraksiyonu için Büchi vakum filtresi ve rotor-buharlaştırıcı.

Verimli Alkaloid Ekstraksiyonu için Hielscher Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics, bilimsel araştırmaların yanı sıra ilaç sınıfı özlerin üretimi için kullanılan yüksek performanslı ultrasonik çıkarıcıları tasarlar, üretir ve dağıtır.
Üstün Ekstraksiyon Verimliliği:Ultrason destekli ekstraksiyon, bitkilerden biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonu ile ilgili olağanüstü yüksek verimliliğe sahip, bilimsel olarak kanıtlanmış bir tekniktir. Geleneksel yöntemler genellikle uzun zaman alırken (birkaç saatten günlere kadar), ultrasonik botanik ekstraksiyon sadece birkaç dakika sürer.

Hielscher Ultrasonicators ile Yüksek Ekstraksiyon Verimi ve Üstün Ekstrakt Kalitesi

Ultrason güdümlü ekstraksiyon, bitki materyalinden biyoaktif bileşiklerin tamamen salınmasına izin verir. Ultrasonik kavitasyon, hücresel matrisi kırar ve biyoaktif molekülleri verimli bir şekilde çevredeki çözücüye bırakır. Karşılaştırmalı çalışmalar, sonikasyonun diğer ekstraksiyon tekniklerinden (örneğin Soxhlet, maserasyon, kaynatma, infüzyon) daha yüksek ekstrakt verimi verdiğini göstermiştir. Ultrasonik ekstraksiyon herhangi bir çözücü ile uyumludur ve bu nedenle su veya sulu etanol gibi çok hafif çözücülerin kullanımına da izin verir. Spesifik ekstraksiyon gereksinimleri ile ilgili olarak, polar ve polar olmayan çözücüler seçilebilir ve çözücüler arasında geçiş yapmak sorun değildir. Proses parametreleri üzerinde hassas kontrol (örn. genlik), hafif çözücülerin kullanımı ve tam sıcaklık kontrolü, ultrasonik ekstraksiyon sırasında biyoaktif bileşiklerin (örn. alkaloidler, polifenoller, flavonoidler, kanabinoidler vb.) bozulmasını ve kirlenmesini önler.

Hielscher Ultrasonicators Çok Yönlü Uygulama

Alternatif ekstraksiyon teknikleri (örneğin, süperkritik CO2, solvent ekstraksiyonu, perkolasyon vb.) genellikle sadece moleküler ağırlık, çözünürlük ve ısı duyarlılığına bağlı olarak belirli moleküllerin ekstraksiyonu için uygulanabilirken, Hielscher yüksek performanslı ultrasonicators ile ekstraksiyon, herhangi bir botanik bileşiğin çok yönlü ekstraksiyonuna izin verir. Ultrason destekli ekstraksiyon, polifenoller, alkaloidler, antrakinonlar, flavonoidler, glikozitler, lipitler, pektin ve polisakkaritler gibi biyoaktif bileşikler içeren geniş spektrumlu ekstraktların ekstraksiyonu için güvenilir bir şekilde uygulanabilir.

Mükemmel enerji verimliliği ve çevre dostu

Ultrason destekli ekstraksiyonun enerji tüketimi, bitkilerden tıbbi bileşiklerin ekstraksiyonunda geleneksel yöntemlerden çok daha azdır.

Hielscher Ultrasonik ile Süreç Standardizasyonu Nedeniyle Güvenilirlik

Hielscher ultrasonicators, genlik, yoğunluk, süre ve sıcaklık gibi tüm ultrasonik işlem parametreleri üzerinde hassas kontrol sağlar. Proses parametreleri kolayca kontrol edilebilir ve sürekli olarak izlenir. Ek olarak, tüm proses parametreleri otomatik olarak dahili bir SD kartta CSV dosyası olarak protokollenir. Bu, operatörün sonikasyon çalışmalarını gözden geçirmesini, ekstraksiyon sürecini optimize etmesini ve tutarlı ekstrakt kalitesini sağlamasını sağlar. Hielscher ultrasonicators, üreticilerin üstün kalitede botanik özler üretmesini ve İyi Üretim Uygulamalarının (GMP) yerine getirilmesini kolaylaştırmasını sağlar.

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: