Artemisinin có thể được chiết xuất hiệu quả bằng cách sử dụng sonication hiệu suất cao. Khai thác bằng siêu âm cho năng suất rất cao của artemisinin bằng cách sử dụng dung môi nhẹ. Quá trình khai thác áp dụng siêu âm được tăng tốc mạnh mẽ. Các điều kiện xử lý trong máy chiết xuất 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.

Khai thác 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 như là thuốc để 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 quá trình đắt tiền, dưới 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. Khai thác bằng siêu âm là một phương pháp khai thác được thiết lập rộng rãi có thể được sử dụng kết hợp với nước hoặc ethanol như dung môi không độc hại. Khai thác bằng siêu âm đã được chứng minh để tổ ong năng suất artemisinin cao, do đó sản xuất artemisinin có thể nhanh chóng được thu nhỏ đến khối lượng lớn. Thiết bị khai thác siêu âm để xử lý hàng loạt và trong dây chuyền ở cấp độ công nghiệp có sẵn.

Khai thác siêu âm Artemisinin từ Artemisia annua

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

Nhược điểm của khai thác Artemisinin truyền thống

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

Ưu điểm của siêu âm Artemisinin khai thác

Áp dụng siêu âm điện để khai thác có một số tác động tích cực tăng cường quá trình khai thác: Siêu âm hiệu suất cao tạo ra cavitation âm thanh. Cavitation âm thanh này thúc đẩy khai thác thực vật bằng cách gián đoạn tế bào, do đó các phân tử sinh học bị mắc kẹt được giải phóng từ ma trận tế bào của cây. Ngoài ra, các lực lượng cavitational tăng cường chuyển khối lượng vận chuyển các phân tử sinh học như artemisinin hiệu quả vào dung môi xung quanh. Nguyên tắc làm việc của khai thác siêu âm có thể được đóng góp cho các lực lượng cơ học thuần túy của cavitation. Điều này có nghĩa là sonication là một kỹ thuật khai thác phi nhiệt, phi hóa học. Là một kỹ thuật khai thác không nhiệt làm cho khai thác siêu âm đặc biệt thuận lợi kể từ khi 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 đun sôi trong nước nóng để có được artemisinin.

Dung môi xanh cho siêu âm Artemisinin khai thác

Dung môi chiết xuất cổ điển được sử dụng để sản xuất artemisinin bao gồm hexane, ether dầu mỏ hoặc dichloromethane. Khai thác bằng siêu âm tương thích với bất kỳ dung môi nào bao gồm các dung môi nhẹ, màu xanh lá cây như ethanol hoặc nước. Khai thác siêu âm artemisinin với ethanol cũng hiệu quả không kém khi so sánh với dung môi khắc nghiệt. Như artemisinin triển lãm cyclodextrins độ hòa tan nước kém có thể được sử dụng để cải thiện việc khai thác nước lạnh siêu âm của artemisinin.

Điều gì làm cho siêu âm Artemisinin khai thác rất hiệu quả?

Để hiểu những lợi thế của khai thác ultrasonically hỗ trợ, nguyên tắc làm việc của siêu âm điện phải được hiểu. Cơ chế khai thác tăng cường siêu âm điện chủ yếu là do hiện tượng cavitation âm thanh. Siêu âm cavitation gây ra va chạm giữa các hạt của sinh khối thực vật (chẳng hạn như Artemisia annua L. lá), mà kết quả trong phân đoạn giữa các bên và giảm kích thước hạt. Khi bong bóng cavitation sụp đổ trên bề mặt của chất rắn thực vật, xói mòn và sonoporation mở rộng bề mặt hạt hơn nữa. Do đó tăng cường chuyển khối lượng tạo điều kiện giải phóng các phân tử như protein, lipid, đường, vitamin, chất chống oxy hóa, hóa chất phyto (ví dụ: artemisinin) và chất xơ chế độ ăn uống. Ultrasonically tạo ra lực cắt 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 ultrasonics điện chịu trách nhiệm cho quá trình tăng cường đáng kể đạt được khi ultrasonication được áp dụng cho khai thác thực vật.

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

Nghiên cứu-kết quả đã được chứng minh của siêu âm Artemisinin khai thác

Một số nghiên cứu khoa học đã được thực hiện để điều tra hiệu quả và khả năng thực hành khai thác artemisinin siêu âm từ Artemisia annua lá.

Briars và Paniwnyk cho thấy "siêu âm ở nhiệt độ thấp làm tăng năng suất của artemisinin chiết xuất từ A. annua khoảng 58% và các chiết xuất xuất hiện tinh khiết hơn khi so sánh với dốc thông thường; do đó việc sử dụng siêu âm trong quá trình khai thác có tiềm năng sản xuất phương pháp điều trị dựa trên artemisinin chi phí thấp hơn." (Briars và Paniwnyk, 2013)

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

Trong một nghiên cứu khác, Zhang et al. (2020) trình bày việc khai thác siêu âm artemisinin bằng cách sử dụng hydroxypropyl-β-cyclodextrin. Việc bổ sung cyclodextrin cải thiện việc giải phóng hợp chất artemisinin hòa tan trong nước kém và cho phép sử dụng nước làm dung môi với năng suất chiết xuất tốt. Khai thác bằng 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 xuất siêu âm hiệu suất cao cho 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, nhỏ, kích thước trung bình và mức độ sản xuất thương mại đầy đủ trong các ngành công nghiệp khác nhau như trong thực phẩm, bổ sung chế độ ăn uống và sản xuất dược phẩm. Máy chiết xuất siêu âm hiệu suất cao tăng cường quá trình khai thác 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 khai thác cho bất kỳ khối lượng / công suất quá trình. Có kinh nghiệm trong khai thác thực vật trong hơn 25 năm, Hielscher Ultrasonics là đối tác đáng tin cậy của bạn để khai thác siêu âm hiệu suất cao từ Artemisia annua!

Ultrasonicators hiệu suất cao, hiện đại

Các tính năng thông minh của Ultrasonicators Hielscher được thiết kế để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy, kết quả tái sản xuất 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 sửa đổi và so sánh các lần chạy sonication trước đó và tối ưu hóa quá trình khai thác artemisinin để đạt hiệu quả cao nhất.
Hệ thống Ultrasonics Hielscher được sử dụng trên toàn thế giới để sản xuất chiết xuất thực vật chất lượng cao. Ultrasonicators công nghiệp Hielscher 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 thậm chí cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Do sự mạnh mẽ và bảo trì thấp của họ, hệ thống khai thác siêu âm của chúng tôi thường được cài đặt cho các ứng dụng nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.

Liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ để tìm hiểu thêm về khai thác siêu âm artemisinin từ nhà máy Artemisia annua. Chúng tôi sẽ rất vui khi gửi cho bạn thông tin về hệ thống khai thác 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 các yêu cầu nộp đơn và xử lý của bạn với bạn!
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm: