آیا می دانید نقش تجهیزات استخراج اولتراسونیک در بیوداروها چیست؟

آیا با نقش تجهیزات استخراج اولتراسونیک در بیوفارماسیوتیکال ها آشنا هستید؟

در زمینه بیوفارماسیوتیکال ها، تجهیزات استخراج اولتراسونیک، با مکانیسم عمل فیزیکی منحصر به فرد خود، نقش کلیدی در استخراج مواد فعال و پیش تصفیه نمونه ها ایفا می کند و مزایای قابل توجهی نسبت به فناوری های استخراج سنتی ارائه می دهد. در ادامه، عملکردهای و مزایای آن شرح داده شده است:
1. نقش اصلی تجهیزات استخراج اولتراسونیک در بیوفارماسیوتیکال ها
اصل اصلی استخراج اولتراسونیک استفاده از اثر کاویتاسیون (نوسان شدید و ترکیدن حباب های ریز در مایع تحت تأثیر امواج صوتی، ایجاد دمای بالا، فشار بالا و ریزسیالات آنی)، ارتعاش مکانیکی (ضربه مکانیکی با فرکانس بالا) و اثر حرارتی (گرمای ملایم تولید شده توسط تبدیل انرژی موضعی) اولتراسوند برای دستیابی به پردازش کارآمد مواد بیولوژیکی است. عملکردهای خاص شامل موارد زیر است:

ترویج تخریب سلولی و آزادسازی اجزا
مواد فعال مورد استخراج در بیوفارماسیوتیکال ها (مانند پروتئین ها، آنزیم ها، آلکالوئیدها، پلی ساکاریدها و آنتی بیوتیک ها) اغلب درون سلولی یافت می شوند (به عنوان مثال، سلول های گیاهی، سلول های میکروبی و سلول های بافت حیوانی). اثر کاویتاسیون و ارتعاش مکانیکی اولتراسوند می تواند مستقیماً غشاهای سلولی و دیواره های سلولی (مانند دیواره سلولی سلولزی گیاهان و دیواره سلولی پپتیدوگلیکان میکروارگانیسم ها) را مختل کند و منافذ میکروسکوپی ایجاد کند که امکان آزادسازی سریع اجزای درون سلولی را به حلال استخراج می دهد، بنابراین مشکل انحلال اجزا را که در روش های سنتی با آن مواجه می شوند، حل می کند. افزایش نفوذ حلال و راندمان انتقال جرم
ارتعاشات با فرکانس بالای اولتراسوند، سیالیت حلال استخراج را افزایش داده و نفوذ آن را به مواد بیولوژیکی تسریع می بخشد. همزمان، همرفت میکرو ایجاد شده توسط کاویتاسیون، لایه مرزی انتشار را در فصل مشترک جامد-مایع می شکند و انتقال جرم اجزای هدف از فاز جامد (مواد بیولوژیکی) به فاز مایع (حلال) را ترویج می دهد و سرعت استخراج را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

قابل انطباق با نیازهای استخراج انواع مواد فعال زیستی
چه محصولات دارویی طبیعی مشتق شده از گیاهان (مانند مواد فعال در طب سنتی چینی)، محصولات تخمیر میکروبی (مانند آنتی بیوتیک ها و آنزیم ها) یا پپتیدهای فعال زیستی از بافت های حیوانی باشد، تجهیزات استخراج اولتراسونیک می توانند با تنظیم پارامترهایی مانند توان و فرکانس، با خواص فیزیکی و شیمیایی مواد مختلف سازگار شوند و به استخراج هدفمند دست یابند.

پیش تصفیه و تصفیه نمونه کمکی
در مراحل تجزیه و تحلیل یا تصفیه نمونه های بیوفارماسیوتیکال ها، استخراج اولتراسونیک می تواند به سرعت اجزای هدف را از نمونه های بیولوژیکی پیچیده (مانند هموژنات های بافتی و آبگوشت های تخمیر) به حلال منتقل کند و یک عصاره خام با غلظت بالا و خلوص بالا را برای مراحل کروماتوگرافی، فیلتراسیون و تصفیه بعدی فراهم کند، در حالی که تداخل ناخالصی ها را به حداقل می رساند. II. مزایای قابل توجه تجهیزات استخراج اولتراسونیک در بیوفارماسیوتیکال ها

در مقایسه با تکنیک های استخراج سنتی (مانند استخراج رفلاکس، ماچراسیون، استخراج سوکسله و استخراج با فشار بالا)، تجهیزات استخراج اولتراسونیک مزایای غیرقابل جایگزینی زیر را در بیوفارماسیوتیکال ها ارائه می دهد:

راندمان استخراج بالا و کاهش زمان استخراج

روش های سنتی (مانند ماچراسیون) اغلب به ساعت ها یا حتی روزها زمان نیاز دارند، در حالی که استخراج اولتراسونیک می تواند این زمان را به دقیقه ها یا ده ها دقیقه کاهش دهد (به عنوان مثال، استخراج آلکالوئیدهای گیاهی به 2-4 ساعت با استخراج رفلاکس سنتی نیاز دارد، اما فقط 30 دقیقه). این به این دلیل است که اثر کاویتاسیون و ارتعاش مکانیکی مستقیماً بر ساختار سلولی تأثیر می گذارد و فرآیند ناکارآمد "نفوذ آهسته حلال و انتشار طبیعی اجزا" را دور می زند.

استخراج در دمای پایین، فعالیت بیولوژیکی را حفظ می کند

اجزای اصلی در بیوفارماسیوتیکال ها (مانند آنزیم ها، پروتئین ها، پپتیدها و واکسن ها) اغلب به گرما حساس هستند. دمای بالا می تواند باعث دناتوره شدن و غیرفعال شدن آنها شود (به عنوان مثال، تریپسین در دمای بالای 60 درجه سانتیگراد به سرعت غیرفعال می شود). استخراج اولتراسونیک در درجه اول به کاویتاسیون و عمل مکانیکی متکی است و نیازی به گرمایش اضافی ندارد (یا فقط گرمای موضعی و ملایمی تولید می کند که می تواند در دمای اتاق از طریق سیستم های خنک کننده کنترل شود). این امر فعالیت زیستی ماده هدف را به حداکثر می رساند، که یک مزیت کلیدی در بیوفارماسیوتیکال ها است.

مصرف کم حلال و سازگاری با محیط زیست

روش های استخراج سنتی اغلب به مقادیر زیادی از حلال های آلی (مانند اتانول) برای بهبود سرعت انحلال نیاز دارند که باعث افزایش هزینه ها، آلودگی محیط زیست و بار تصفیه بعدی می شود. استخراج اولتراسونیک، به دلیل راندمان انتقال جرم بالا، می تواند مصرف حلال را 30٪ -50٪ کاهش دهد و با روند صنعت بیوفارماسیوتیکال به سمت "تولید سبز" همسو باشد.

بازده استخراج بالا و خلوص برتر ماده هدف

استخراج اولتراسونیک تخریب کامل تری سلول ها را فراهم می کند و انحلال ناخالصی ها (مانند کلوئیدهای ماکرومولکولی و سلولز) را کاهش می دهد. (دستکاری پارامترها می تواند به طور انتخابی آزادسازی ماده هدف را افزایش دهد.) در نتیجه، بازده ماده هدف 10٪ -30٪ بیشتر از روش های سنتی است که منجر به خلوص بالاتر عصاره خام و کاهش پیچیدگی در مراحل تصفیه بعدی می شود. آسان برای کار و مقیاس بندی برای استفاده صنعتی. پارامترهای تجهیزات استخراج اولتراسونیک (توان، فرکانس، زمان و دما) را می توان با دقت کنترل کرد و امکان بهینه سازی سریع فرآیندهای استخراج برای مواد بیولوژیکی متنوع را فراهم می کند. علاوه بر این، این شرکت طیف گسترده ای از تجهیزات را ارائه می دهد، از ابزارهای آزمایشگاهی کوچک (50-500 میلی لیتر) تا خطوط تولید در مقیاس صنعتی (100-10000 لیتر)، که امکان انتقال یکپارچه از تحقیق و توسعه آزمایشگاهی به تولید صنعتی را فراهم می کند و نیازهای مقیاس بندی تولید بیوفارماسیوتیکال را برآورده می کند.

بسیار سازگار با نمونه های مختلف: استخراج اولتراسونیک به طور موثر ریشه های گیاهی سخت (مانند جینسنگ و آستراگالوس)، بافت های حیوانی چسبناک (مانند کبد و عضله) و بقایای تخمیر میکروبی (مانند باقیمانده پنی سیلین) را مدیریت می کند و چالش های روش های سنتی را در استخراج نمونه های "ویژه" (مانند مواد بسیار فیبری و چسبناک) حل می کند.

خلاصه: تجهیزات استخراج اولتراسونیک به طور موثر ساختار مواد بیولوژیکی را از طریق عمل فیزیکی مختل می کند و آزادسازی مواد فعال را ترویج می دهد. در کاربردهای بیوفارماسیوتیکال، نه تنها راندمان استخراج و بازده مواد هدف را بهبود می بخشد، بلکه فعالیت زیستی مواد حساس به گرما را حفظ می کند و در عین حال مصرف حلال و آلودگی محیط زیست را کاهش می دهد. عملکرد ساده، سازگاری قوی و صنعتی شدن آسان آن را به یک تجهیزات فنی کلیدی در زمینه بیوفارماسیوتیکال (به ویژه در زمینه های استخراج داروهای طبیعی، تولید آماده سازی آنزیم و جداسازی محصولات میکروبی) تبدیل می کند و توسعه کارآمد و سبز فرآیندهای دارویی را ترویج می دهد.