深度解读丨超声波提取法

2022-05-30 浏览次数:2221

超声提取,又称超声提取,是一种利用超声技术提取分析物质的化学成分的分离技术。广泛应用于药品、中草药、食品、农业、环境、工业原料等样品中的化学成分提取工艺。今天,程成小编将简要介绍超声提取方法的相关知识。

   

   1、超声提取原理

超声波(频率介于20kHz~1MHz)是一种机械波,需要能量载体——介质来进行传播。

   

超声波提取的原理是利用超声波的空化效应、机械效应和热效应,通过增加介质分子的运动速度和穿透力,提取样品的化学成分。以下是中草药为例:

   

(1)空化效应:一些微气泡通常或多或少溶解在介质中,在超声波的作用下振动。当声压达到一定值时,由于定向扩散,气泡增大,形成共振腔,然后突然关闭,这就是超声波的空化效应。当气泡关闭时,它会产生成千上万的大气压和微激波,导致植物细胞壁和整个生物体破裂,整个破裂过程在瞬间完成,有利于有效成分的溶解。

   

(2)机械效应:超声波在介质中的传播可以在其传播空间中振动介质点,从而加强介质的传播和传播,这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生辐射压力,沿声波方向传播,对材料有很强的破坏作用,可使细胞组织变形,植物蛋白质变性;同时,它还可以给介质和悬浮体不同的加速度,介质分子的运动速度远远大于悬浮分子的运动速度。因此,两者之间的摩擦可以使生物分子聚集,使细胞壁上的有效成分更快地溶解在溶剂中。

   

(3)热效应:与其他物理波一样,超声波在介质中的过度传播是一个能量传播和扩散过程,即超声波在介质传播过程中,其声音不断被介质质点吸收,介质将吸收的能量全部或大部分转化为热能,导致介质本身和药材组织温度升高,提高药物有效成分的溶解速度。由于吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的,因此提取成分的生物活性可以保持不变。

   2.超声提取的特点

超声波作用于液体、液体固体、多相系统、表面系统和膜表面系统,在微环境中产生湍动效应、微干扰效应、界面效应、聚能效应等一系列物理化学作用,不易获得。

   

超声波提取技术比常规提取技术快速、便宜、高效。

   

与索氏提取物相比,其主要优点是:

   

(1)成穴效果,增强系统极性,提高提取效率,达到或超过索氏提取效率。

   

(2)超声提取允许添加共提取物,以进一步提高溶剂的极性。

   

(3)适用于提取不耐热的被测成分。

   

(4)操作时间比索氏提取物短,通常只需要24~40min。

   

超声提取和超临界流体提取(SFE)比较:

   

(1)仪器设备简单,提取成本低很多.

   

(2)无论其极性如何,都可以提取多种化合物,因为超声提取有很多溶剂。SFE主要用CO2作为提取物,基本上只适用于非极性物质的提取。

   

与微波辅助提取相比:

   

(1)在某些情况下,比微波辅助提取快。

   

(2)超声波提取比常规微波辅助提取更安全。

   

(3)超声提取适应性广,不受目标成分的极性和分子量的限制。

   

(4)提取物杂质少,待测成分易于分离纯化。超声提取物可以减少溶剂对环境的污染,而不需要或使用更少的提取物。

   3.超声提取设备及操作方法

超声波提取机由超声波电源、超南换能器和提取容器三部分街槽的底部或两侧打开。

   

操作方法:在提取容器中加入适量的水作为传导介质,破碎、称重样品,根据其性质,有些需要用提取物浸泡。将容器放入提取容器的罐中,打开超声波发生器,停止超声波,并在设定条件下冷却到室温。连续的超声提取也是一种非常有效的提取方法,可用于各种分析目的。

   

程成小结论:由于超声提取具有提取温度低、提取率高、提取时间短的特点,提取天然产品和生物活性成分具有特殊的优势。超声提取物不仅在工业上具有广阔的应用前景。它已成为各种样品预处理的重要手段。


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