คุณรู้หรือไม่ว่าอุปกรณ์สกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีบทบาทอย่างไรในเภสัชชีวภาพ?

คุณรู้ไหมว่าอุปกรณ์การสกัด ultrasonic มีบทบาทอะไรในสารยาชีวภาพ?

ในสาขายาชีวภาพ อุปกรณ์การสกัด ultrasonic ด้วยกลไกการกระทําทางกายภาพที่โดดเด่นของมัน มีบทบาทสําคัญในการสกัดสารประกอบที่ใช้และการรักษาตัวอย่างก่อนมีข้อดีที่สําคัญต่อเทคโนโลยีการขุดเจาะแบบดั้งเดิมรายละเอียดหน้าที่และข้อดีของมันคือ:
1บทบาทหลักของอุปกรณ์การสกัดเสียงฉายในยาชีวภาพ
หลักการหลักของการสกัด ultrasonic คือการใช้ผล cavitation (microbubbles ในของเหลว oscillate อย่างรุนแรงและระเบิดภายใต้ผลกระทบของคลื่นเสียงสร้างอุณหภูมิสูงทันที, ความดันสูงและไมโครฟลิวไดซ์), ความสั่นสะเทือนทางกล (แรงกระแทกทางกลความถี่สูง),และผลความร้อน (ความร้อนอ่อนโยนที่เกิดจากการแปลงพลังงานในท้องถิ่น) ของเสียงฉีดเพื่อบรรลุการประมวลผลของสารชีวภาพอย่างมีประสิทธิภาพหน้าที่เฉพาะเจาะจงประกอบด้วย

ส่งเสริมการทําลายเซลล์และการปล่อยองค์ประกอบ
สารประกอบที่ใช้ในการสกัดในยาชีวภาพ (เช่นโปรตีน, เอนไซม์, อัลคาโลอยด์, โพลิสาคาริด, และยาปฏิชีวนะ) มักจะพบในเซลล์ (เช่นเซลล์พืช,เซลล์จุฬาและเซลล์เนื้อสัตว์) The cavitation effect and mechanical vibration of ultrasound can directly disrupt cell membranes and cell walls (such as the cellulose cell wall of plants and the peptidoglycan cell wall of microorganisms), สร้างรูขุมจุลินทรีย์ที่อนุญาตให้มีการปล่อยองค์ประกอบภายในเซลล์ในสารละลายการสกัดอย่างรวดเร็วทําให้แก้ปัญหาในการละลายองค์ประกอบที่พบในวิธีประเพณีการปรับปรุงการเจาะเข้าไปในสารละลายและประสิทธิภาพการถ่ายทอดมวล
ความสั่นสะเทือนความถี่สูงของฉายเสียงเพิ่มความคลื่นของสารละลายการสกัด และเร่งการเจาะเข้าไปในสารชีวภาพการกระชับกระแสขนาดเล็กที่เกิดจากการกระบวน cavitation จะทําลายชั้นจํากัดการกระจายที่จุดผ่าตัดของ solid-liquid, ส่งเสริมการโอนมวลขององค์ประกอบเป้าหมายจากระยะแข็ง (สารชีวภาพ) ไปสู่ระยะเหลว (สารละลาย) เพิ่มอัตราการสกัดออกมาอย่างสําคัญ

สามารถปรับปรุงความต้องการในการสกัดของสารที่มีผลการชีวภาพที่หลากหลาย
ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ยาธรรมชาติที่มาจากพืช (เช่นสารประกอบที่ใช้ในยาจีนประเพณี) ผลิตภัณฑ์การหมักย่อยของจุลินทรีย์ (เช่นยาปฏิชีวนะและเอนไซม์)หรือเพพติดที่มีประสิทธิภาพชีวภาพจากเนื้อเยื่อสัตว์, อุปกรณ์การสกัด ultrasonic สามารถปรับตัวให้กับคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของสารที่แตกต่างกันโดยการปรับปรุงปริมาตร เช่น พลังงานและความถี่ เพื่อบรรลุการสกัดเป้าหมาย

การช่วยในการรักษาตัวอย่างก่อนและการทําความสะอาด การรักษาก่อน
ในช่วงการวิเคราะห์ตัวอย่างหรือระดับการทําความสะอาดของยาชีวภาพการสกัด ultrasonic สามารถย้ายองค์ประกอบเป้าหมายจากตัวอย่างชีววิทยาที่ซับซ้อน (เช่นเนื้อเยื่อ homogenates และหมักหมัก) เข้าในสารละลายได้อย่างรวดเร็ว, ส่งผลิตสารสกัดทรายที่มีความเข้มข้นสูงและความบริสุทธิ์สูง สําหรับขั้นตอนการเคารพสี, การกรองและการทําความสะอาดต่อมา, ขณะที่ลดการขัดแย้งของสารสกัดให้น้อยที่สุดข้อดีที่สําคัญของอุปกรณ์การสกัด ultrasonic ในยาชีวภาพ

เมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคการสกัดส่วนแบบดั้งเดิม (เช่น การสกัดส่วน reflux, maceration, Soxhlet extraction และการสกัดส่วนความดันสูง)อุปกรณ์การสกัด ultrasonic ให้ข้อดีที่ไม่สามารถแทนที่ได้ต่อไปนี้ในยาชีวภาพ:

ประสิทธิภาพการสกัดสูงและเวลาสกัดที่ลดลง

วิธีการประเพณี (เช่นการเจาะ) มักต้องใช้เวลาหลายชั่วโมง หรือแม้แต่หลายวัน ขณะที่การสกัด ultrasonic สามารถลดเวลานี้ให้สั้นลงเป็นนาทีถึงสิบนาที (เช่นการสกัดแอลคาโลิดจากพืชต้องใช้เวลา 2-4 ชั่วโมงกับการสกัดแบบถอยถอยแบบดั้งเดิมแต่เพียง 30 นาที) เพราะอิทธิพลของ cavitation และการสั่นสะเทือนทางกลละเว้นกระบวนการที่ไม่ประสิทธิภาพของ "การเจาะเข้าไปในสารละลายช้าและการกระจายตัวตามธรรมชาติขององค์ประกอบ."

การสกัดในอุณหภูมิต่ํา ช่วยรักษากิจกรรมทางชีววิทยา

สารประกอบหลักในยาชีวภาพ (เช่น เอนไซม์, โปรตีน, เปปติด และวัคซีน) มักมีความรู้สึกต่อความร้อน อุณหภูมิสูงสามารถทําให้มันเปลี่ยนสภาพและไม่ทํางาน (เช่นทริปซีนถูกทําให้ไม่ใช้งานอย่างรวดเร็วในอุณหภูมิที่สูงกว่า 60 °C)การสกัดฉายเสียง ultrasonic ขึ้นอยู่กับหลัก ๆ บน cavitation และการกระทํากลไก, ไม่จําเป็นต้องมีการทําความร้อนเพิ่มเติม (หรือการผลิตเพียงท้องถิ่น,ความร้อนเบาที่สามารถควบคุมได้ในอุณหภูมิห้องด้วยระบบเย็น)ซึ่งทําให้สารประกอบเป้าหมายมีประสิทธิภาพทางชีวภาพสูงสุด ซึ่งเป็นข้อดีสําคัญในสารประกอบชีวภาพ

การใช้สารละลายที่ต่ําและมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

วิธีการสกัดส่วนแบบดั้งเดิมมักต้องใช้สารละลายอินทรีย์จํานวนมาก (เช่นเอธานอล) เพื่อปรับปรุงอัตราการละลายและภาระของการทําความสะอาดภายหลัง. การสกัด ultrasonic เนื่องจากประสิทธิภาพการถ่ายทอดมวลที่สูงของมัน สามารถลดการใช้สารละลายได้ 30% -50% ตรงกับแนวโน้มของอุตสาหกรรมยาชีวภาพไปยัง "การผลิตสีเขียว"

ผลิตภัณฑ์การสกัดสูงและความบริสุทธิ์สูงของสารประกอบเป้าหมาย

การสกัด ultrasonic ให้การรบกวนเซลล์อย่างครบถ้วนและลดการละลายของสารสกัด (เช่น คอลโลอยด์ macromolecular และเซลลูโลส)(การปรับปรุงพาราเมตรสามารถเพิ่มการปล่อยสารประกอบเป้าหมายได้) ผลลัพธ์คือผลผลิตส่วนประกอบเป้าหมายสูงกว่าวิธีประเพณี 10% - 30% ส่งผลให้ความบริสุทธิ์ของสารสกัดจากน้ํามันดิบสูงขึ้นและลดความซับซ้อนในขั้นตอนการทําความสะอาดต่อมาใช้งานง่ายและขนาดใหญ่สําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมปริมาตรของอุปกรณ์การสกัด ultrasonic (พลังงาน, ความถี่, เวลาและอุณหภูมิ) สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยํา, ทําให้สามารถปรับปรุงกระบวนการสกัดอย่างรวดเร็วสําหรับวัสดุชีวภาพที่หลากหลาย.นอกจากนี้บริษัทมีอุปกรณ์ที่ครบวงจร ตั้งแต่อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก (50-500 mL) ถึงสายการผลิตขนาดอุตสาหกรรม (100-10,000 L)ทําให้การเปลี่ยนจากงาน R & D ในห้องปฏิบัติการ เป็นการผลิตอุตสาหกรรมได้อย่างต่อเนื่อง, ตอบสนองความต้องการในการขยายขนาดของการผลิตยาชีวภาพ

สามารถปรับตัวได้อย่างดีกับตัวอย่างต่างๆ: การสกัด ultrasonic สามารถจัดการรากพืชที่แข็งแกร่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ (เช่น ginseng และ astragalus) เนื้อเยื่อสัตว์ที่แน่น (เช่นตับและกล้ามเนื้อ)และซากซากจากการหมักย่อยของจุลินทรีย์ (เช่นซากซากเพนซิลิน), การแก้ปัญหาของวิธีประเพณีในการสกัดตัวอย่าง "พิเศษ" (เช่นวัสดุที่มีเส้นใยสูงและ viscous)

สรุป: อุปกรณ์การสกัด Ultrasonic ได้ผลต่อการทําลายโครงสร้างของวัสดุชีวภาพโดยการกระทําทางกายภาพ, ส่งเสริมการปล่อยสารประกอบที่มีผลมันไม่เพียงแค่ปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัดและผลิตของส่วนประกอบเป้าหมาย, แต่ยังอนุรักษ์สรรพคุณชีวภาพของส่วนประกอบที่มีความรู้สึกต่อความร้อนในขณะที่ลดการบริโภคสารละลายและมลพิษสิ่งแวดล้อมความสามารถในการปรับปรุงที่แข็งแกร่งและการอุตสาหกรรมง่ายทําให้มันเป็นอุปกรณ์ทางเทคนิคที่สําคัญในสาขายาชีวภาพ (โดยเฉพาะในสาขาการสกัดยาธรรมชาติ), การผลิตสารสกัดของเอนไซม์, และการแยกผลิตภัณฑ์จากจุลินทรีย์) และส่งเสริมการพัฒนากระบวนการทางยาที่มีประสิทธิภาพและเขียว