Khai thác Artemisinin hiệu quả cao với Sonication

Artemisinin có thể được chiết xuất hiệu quả bằng cách sử dụng siêu âm hiệu suất cao. Chiết xuất siêu âm cho năng suất artemisinin rất cao bằng cách sử dụng dung môi nhẹ. Quá trình chiết xuất áp dụng siêu âm được đẩy nhanh đáng kể. Các điều kiện xử lý trong máy chiết siêu âm có thể kiểm soát chính xác, cho phép ngăn chặn sự suy thoái của artemisinin phân tử sinh học nhạy cảm với nhiệt.

Chiết xuất Artemisinin

Artemisinin là một phân tử hoạt tính sinh học có trong các tuyến trichome của cây Artemisia annua, được sử dụng làm thuốc chống sốt rét và cho thấy tiềm năng cao làm thuốc điều trị một số bệnh khác bao gồm ung thư và SARS-CoV-2. Phương pháp chiết xuất truyền thống liên quan đến dung môi độc hại và là một quy trình tốn kém, không tối ưu. Để sản xuất artemisinin trên quy mô lớn trong điều kiện thuận lợi về môi trường và kinh tế, cần có kỹ thuật chiết xuất hiệu quả và xanh. Chiết xuất siêu âm là một phương pháp chiết xuất được thiết lập rộng rãi có thể được sử dụng kết hợp với nước hoặc etanol làm dung môi không độc hại. Chiết xuất siêu âm đã được chứng minh là mang lại năng suất artemisinin cao, do đó sản xuất artemisinin có thể nhanh chóng mở rộng quy mô lên khối lượng lớn. Thiết bị chiết xuất siêu âm để xử lý hàng loạt và trong dây chuyền ở cấp độ công nghiệp có sẵn.

Chiết xuất siêu âm Artemisinin từ Artemisia annua

Việc sử dụng siêu âm công suất để chiết xuất vượt trội hơn các phương pháp chiết xuất khác ở nhiều yếu tố chính khác nhau, bao gồm năng suất, thời gian chiết xuất, thân thiện với môi trường và hiệu quả chi phí.

Hạn chế của chiết xuất artemisinin truyền thống

Các phương pháp chiết xuất artemisinin truyền thống tốn thời gian, có thể làm hỏng các phân tử hoạt tính sinh học artemisinin do áp dụng nhiệt độ cao và có tác động cao đến môi trường do dung môi hữu cơ được sử dụng ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, trong quá trình hạ nguồn, tinh chế rộng rãi là cần thiết để loại bỏ tạp chất khỏi chiết xuất thô.

Ưu điểm của chiết xuất Artemisinin siêu âm

Áp dụng siêu âm công suất để chiết xuất có một số tác dụng tích cực giúp tăng cường quá trình chiếm: Siêu âm hiệu suất cao tạo ra xâm thực âm thanh. Sự xâm thực âm thanh này thúc đẩy quá trình chiết xuất thực vật bằng cách phá vỡ tế bào, do đó các phân tử sinh học bị mắc kẹt được giải phóng khỏi ma trận tế bào của thực vật. Ngoài ra, lực xâm thực tăng cường truyền khối lượng vận chuyển các phân tử sinh học như artemisinin vào dung môi xung quanh một cách hiệu quả. Nguyên lý làm việc của chiết xuất siêu âm có thể được đóng góp vào các lực cơ học hoàn toàn của xâm thực. Điều này có nghĩa là siêu âm là một kỹ thuật chiết xuất không nhiệt, không hóa học. Là một kỹ thuật chiết xuất không nhiệt làm cho quá trình chiết xuất siêu âm đặc biệt thuận lợi vì artemisinin là một hợp chất nhạy cảm với nhiệt, có nghĩa là nhiệt độ cao hơn (ví dụ: 70 ° C) sẽ gây ra sự phân hủy của nó. Do đó, Artemisia annua L. không thể được đun sôi trong nước nóng để thu được artemisinin.

Dung môi xanh để chiết xuất Artemisinin siêu âm

Các dung môi chiết xuất cổ điển được sử dụng để sản xuất artemisinin bao gồm hexan, ete dầu mỏ hoặc dichloromethane. Chiết xuất điều khiển bằng sóng siêu âm tương thích với bất kỳ dung môi nào bao gồm dung môi nhẹ, xanh như etanol hoặc nước. Chiết xuất siêu âm artemisinin với etanol cũng hiệu quả như nhau khi so sánh với dung môi mạnh. Vì artemisinin thể hiện khả năng hòa tan trong nước kém, cyclodextrins có thể được sử dụng để cải thiện khả năng chiết xuất artemisinin bằng nước lạnh bằng sóng âm.

Điều gì làm cho chiết xuất artemisinin siêu âm hiệu quả như vậy?

Để hiểu được những ưu điểm của chiết xuất hỗ trợ siêu âm, phải hiểu nguyên lý hoạt động của siêu âm công suất. Cơ chế tăng cường chiết xuất của siêu âm công suất chủ yếu là do hiện tượng xâm thực âm thanh. Sự xâm thực siêu âm gây ra va chạm giữa các hạt của sinh khối thực vật (chẳng hạn như lá Artemisia annua L.), dẫn đến phân đoạn xen kẽ và giảm kích thước hạt. Khi bong bóng xâm thực sụp đổ trên bề mặt của chất rắn thực vật, sự xói mòn và sonoporation làm mở rộng bề mặt hạt hơn nữa. Do đó, sự truyền khối tăng cường tạo điều kiện thuận lợi cho việc giải phóng các phân tử như protein, lipid, đường, vitamin, chất chống oxy hóa, hóa chất thực vật (ví dụ: artemisinin) và chất xơ. Lực cắt được tạo ra bằng sóng siêu âm cải thiện sự xâm nhập của dung môi vào ma trận tế bào của vật chất thực vật và cải thiện tính thấm của màng tế bào tương ứng. Các cơ chế siêu âm công suất này chịu trách nhiệm cho quá trình tăng cường đáng kể đạt được khi siêu âm được áp dụng để chiết xuất thực vật.

Sóng siêu âm công suất phá vỡ cấu trúc tế bào của thực vật, giải phóng các hợp chất hoạt tính sinh học và thúc đẩy sự truyền khối lượng giữa nguyên liệu thực vật và dung môi (ví dụ: etanol).

Kết quả nghiên cứu đã được chứng minh của chiết xuất Artemisinin siêu âm

Một số nghiên cứu khoa học đã được thực hiện để điều tra hiệu quả và tính thực tế của việc chiết xuất artemisinin siêu âm từ lá Artemisia annua.

Briars và Paniwnyk đã chỉ ra rằng "siêu âm ở nhiệt độ thấp làm tăng năng suất artemisinin chiết xuất từ A. annua khoảng 58% và các chất chiết xuất có vẻ tinh khiết hơn khi so sánh với ngâm thông thường; Do đó, việc sử dụng siêu âm trong quá trình chiết xuất có tiềm năng tạo ra các phương pháp điều trị dựa trên artemisinin chi phí thấp hơn". (Briars và Paniwnyk, 2013)

Zhang et al. (2017) đã điều tra chiết xuất artemisinin siêu âm bằng cách sử dụng propylene glycol methyl ether (PGME) làm dung môi. Chiết xuất artemisinin được sản xuất bằng sóng siêu âm đã được phân tích bằng cách sử dụng Sắc ký lỏng siêu hiệu suất (UPLC). Kết quả phân tích nhấn mạnh chất lượng của chiết xuất. Do khả năng lặp lại quy trình tốt và độ ổn định của artemisinin chiết xuất, quá trình chiết xuất được hỗ trợ siêu âm bằng cách sử dụng monoether propylene glycol methyl ether (PGME) màu xanh lá cây và hiệu quả làm dung môi cho thấy triển vọng lớn trong việc chiết xuất và tách các phân tử hoạt tính sinh học từ thực vật. Chiết xuất siêu âm sử dụng propylene glycol methyl ether (PGME) làm dung môi dẫn đến hiệu quả chiết xuất tổng thể cao và năng suất artemisinin cao. (xem Zhang và cộng sự, 2017)

Trong một nghiên cứu khác, Zhang et al. (2020) trình bày chiết xuất siêu âm artemisinin bằng hydroxypropyl-β-cyclodextrin. Việc bổ sung cyclodextrin giúp cải thiện việc giải phóng hợp chất artemisinin kém hòa tan trong nước và cho phép sử dụng nước làm dung môi với năng suất chiết xuất tốt. Chiết xuất siêu âm kết hợp với cyclodextrin làm tăng lượng artemisinin lên 8,66 mg / g, nhiều hơn đáng kể so với lượng tương ứng 1,70 mg / g thu được trong nước.

Máy chiết siêu âm hiệu suất cao để sản xuất Artemisinin

Hệ thống khai thác siêu âm hiệu suất cao từ Hielscher Ultrasonics được sử dụng trên toàn thế giới trên R&D, các cấp sản xuất nhỏ, vừa và thương mại hoàn toàn trong các ngành công nghiệp khác nhau như sản xuất thực phẩm, thực phẩm chức năng và dược phẩm. Máy chiết siêu âm hiệu suất cao tăng cường quá trình chiết xuất và tăng năng suất, do đó cải thiện hiệu quả tổng thể của sản xuất chiết xuất chất lượng cao. Hielscher Ultrasonics cung cấp thiết bị chiết xuất cho bất kỳ khối lượng / công suất xử lý nào. Có kinh nghiệm trong lĩnh vực chiết xuất thực vật trong hơn 25 năm, Hielscher Ultrasonics là đối tác đáng tin cậy của bạn để chiết xuất siêu âm hiệu suất cao từ Artemisia annua!

Hiệu suất cao, nhà nước-of-the-nghệ thuật ultrasonicators

Các tính năng thông minh của máy siêu âm Hielscher được thiết kế để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy, kết quả có thể tái tạo và thân thiện với người dùng. Cài đặt hoạt động có thể dễ dàng truy cập và quay số thông qua menu trực quan, có thể được truy cập thông qua màn hình cảm ứng màu kỹ thuật số và điều khiển từ xa của trình duyệt. Do đó, tất cả các điều kiện xử lý như năng lượng ròng, tổng năng lượng, biên độ, thời gian, áp suất và nhiệt độ được tự động ghi lại trên thẻ SD tích hợp. Điều này cho phép bạn xem xét và so sánh các lần siêu âm trước đó và tối ưu hóa quá trình chiết xuất artemisinin để đạt hiệu quả cao nhất.
Hệ thống siêu âm Hielscher được sử dụng trên toàn thế giới để sản xuất chiết xuất thực vật chất lượng cao. Hielscher ultrasonicators công nghiệp có thể dễ dàng chạy biên độ cao trong hoạt động liên tục (24/7/365). Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng được tạo ra liên tục với sonotrodes tiêu chuẩn (đầu dò siêu âm / sừng). Đối với biên độ cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Do tính mạnh mẽ và bảo trì thấp, hệ thống khai thác siêu âm của chúng tôi thường được cài đặt cho các ứng dụng nặng và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.

Liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ để tìm hiểu thêm về chiết xuất siêu âm artemisinin từ cây Artemisia annua. Chúng tôi rất vui được gửi cho bạn thông tin về hệ thống chiết xuất siêu âm và giá cả của chúng tôi! Đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẽ rất vui khi thảo luận về đơn đăng ký và yêu cầu xử lý của bạn với bạn!
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: