最新第二章 萃取法+超声波提取技术教学提纲

超声波溶剂萃取是一种利用声波振动作用下的高强度剪切力和局部高温静态强化溶解液来溶解或扩散固态样品化合物的新型提取技术。

主要用于植物、食品、环境等领域的深加工和分析实验中，取代传统的浸提、制备、萃取等方式，其提取速度快、效果好、操作简便、成本低等优势得到广泛的应用。

的原理是利用超声波的作用，通过高强度剪切力和局部高温静态强化溶解液来加速物质分子之间的相互作用，将化合物从样品中溶解出来。

在实验条件中，超声波振动法可以提高样品与有机溶剂的接触面积和扩散速度，有助于化合物的快速扩散。

此外，超声波还能产生能量耗散，局部高温等效应，利用这些效应可以促进分子的扩散，从而加快提取过程。

在实验中，主要分为两种方式：一种是干样品法，是将干样品及其萃取溶剂同时加入超声波水浴中，经过一段时间的作用后，药物会从样品中溶解出来；另一种是湿样品法，是将湿样品加入萃取溶剂中，然后使用超声波震荡溶解，最终获得药物提取物。

具有以下几个优点：首先，提取速度快。

由于超声波能够创造出高强度的局部动态积分场和高强度的剪切力，因此可以使样品分子之间的物理作用力增加，扩散过程加速，提取速度显著提高。

其次，提取效率高。

可以最大程度地扩散物质，增加了提取效果，让化合物之间的相互作用得到进一步的充分。

最后，操作方便。

只需要加入有机溶剂和待提取的样品，预设一定的超声波波幅、时间和温度，等待对应的提取物即可。

近年来，随着技术的不断发展，其在生物、食品、农业、环境、药物等领域得到了广泛的应用。

在食品工业中，技术被广泛用于提取植物精油、色素、香料等成分；在农业领域，可以用于提取植物中的杀虫剂和其他次生代谢物；在环境监测上，是一种高效的水质监测方法，可以快速提取浸出的有机污染物和重金属；在药物领域，常用于制备药物的母液或准备化合物的拆分物。

总之，技术是目前一种高效、快速、多功能的提取技术。

它具有明显的优势，能够为药物制剂、药物分析提供更加完整的实验手段。

尽管它的应用范围较广，在使用时仍然需要注意有机溶剂的使用量、温度、时间和超声波波幅等因素的控制，以免对实验结果产生不良影响。

超声波提取法具体步骤嘿，你知道超声波提取法不？这可是个超厉害的技术呢！就好比一位神奇的魔法师，能从各种材料中变出我们想要的宝贝。

超声波提取法到底是啥呢？简单来说，就是利用超声波的能量来把目标物质从原材料中提取出来。

那它具体咋操作呢？别急，听我慢慢道来。

第一步，准备工作。

这就像要去打仗一样，得先把武器装备准备好。

首先要选择合适的提取溶剂，这可重要啦！就像炒菜得选对调料一样，不同的目标物质需要不同的溶剂。

得根据要提取的东西来好好琢磨琢磨，选个最合适的溶剂。

然后呢，把原材料准备好，该粉碎的粉碎，该处理的处理。

让原材料以最好的状态迎接超声波的洗礼。

第二步，设置仪器参数。

这就像给赛车调试发动机一样，得调到最佳状态。

超声波提取仪有各种参数可以调节，比如超声波的频率、功率、时间等等。

这可不能瞎调哦，得根据不同的材料和提取要求来仔细调整。

频率高了低了都不行，功率大了小了也有影响。

这可真是个技术活呢！要是调不好，那效果可就大打折扣啦。

第三步，开始提取。

这时候就像启动了魔法按钮一样，超声波开始发挥它的神奇力量。

超声波在溶剂中产生强烈的振动和空化效应，就像无数个小炸弹在原材料周围爆炸一样，把目标物质从原材料中炸出来，溶解到溶剂里。

这个过程可刺激啦！你能想象到那些小小的超声波在溶剂里疯狂折腾的样子吗？它们就像一群小勇士，拼命地把目标物质解救出来。

第四步，分离提取液。

提取完了还不算完，得把提取液和残渣分离开来。

这就像从一堆沙子里把金子挑出来一样。

可以用过滤、离心等方法把残渣去掉，留下纯净的提取液。

这一步也很关键哦，要是分离不好，就会影响到提取的纯度和质量。

超声波提取法有好多优点呢！它速度快，比传统的提取方法快多啦！就像坐火箭一样，一下子就把目标物质提取出来了。

而且提取效率高，能把更多的目标物质提取出来，不浪费原材料。

还有啊，它操作简单，不需要复杂的设备和技术，普通人也能轻松上手。

不过呢，超声波提取法也不是完美无缺的。

它也有一些局限性。

实验室超声萃取操作流程超声萃取在实验室里可是个超有趣又实用的操作呢！今天就来给大家唠唠这个超声萃取到底咋操作的。

一、准备工作。

咱们得先把要用的东西都找齐喽。

超声萃取仪那肯定是不能少的啦，就像厨师做菜离不开锅一样。

还有萃取剂，这个可得根据你要萃取的东西来选哦，选错了那可就像穿错了鞋子，走不了路啦。

另外呢，样品也得准备好，要确保样品的量合适，要是太少了，可能就像做饭放太少米，根本不够吃；太多了呢，又怕超声仪处理不过来。

把这些都放在手边，就像战士准备上战场，东西都得备齐呀。

二、样品处理。

样品拿过来可不能就直接往超声仪里扔哦。

要是固体样品的话，得先把它弄得碎碎的，就像把大石头砸成小石子一样。

这样做呢，是为了让它和萃取剂能更好地接触，不然萃取剂想把里面的东西弄出来都找不到门儿呢。

如果是液体样品呢，也要看看有没有杂质啥的，要是有杂质，就像汤里有沙子，那肯定不行，得先把杂质去掉。

三、加萃取剂。

把处理好的样品放到合适的容器里，然后就可以加萃取剂啦。

这个时候要小心哦，就像给花浇水，不能一下子倒太多。

要根据样品的量和萃取仪的要求来加萃取剂的量。

加的时候呢，慢慢倒进去，就像倒一杯美味的果汁，要倒得稳稳的，可别洒出来啦。

而且要边倒边观察，要是感觉不对劲，就像你觉得果汁的颜色不太对一样，那就要停下来看看是哪里出问题了。

四、放入超声仪。

萃取剂加好后，就可以把装有样品和萃取剂的容器放到超声仪里面啦。

这时候就像把宝贝放进保险箱一样，要放得稳稳当当的。

要确保容器在超声仪里的位置合适，不然超声的时候它在里面晃来晃去，就像一个调皮的小孩子坐不住，那可不行呢。

五、设置超声参数。

超声仪可不是随便按个按钮就行的，咱们得设置好参数。

这就像给机器人下指令一样。

比如说超声的时间，太短了可能萃取不完全，就像你洗澡没洗干净；太长了呢，可能又会对样品有影响，就像你泡澡泡太久皮肤都皱了。

还有超声的功率，要根据样品和萃取剂的性质来设置，要是功率太大，就像用大锤子砸小鸡蛋，可能会把样品弄坏；功率太小呢，又像挠痒痒，没什么效果。

超声波萃取的原理超声波提取技术超声波是指频率为20千赫～50兆赫左右的电磁波，它是一种机械波，需要能量载体—介质—来进行传播。

超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期，在正相位时，对介质分子产生挤压，增加介质原来的密度；负相位时，介质分子稀疏、离散，介质密度减小。

也就是说，超声波并不能使样品内的分子产生极化，而是在溶剂和样品之间产生声波空化作用，导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩，从而使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，提高目标物从固相转移到液相的传质速率。

在工业应用方面，利用超声波进行清洗、干燥、杀菌、雾化及无损检测等，是一种非常成熟且有广泛应用的技术。

超声波萃取的原理超声波萃取中药材的优越性，是基于超声波的特殊物理性质。

主要是主要通过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固--液萃取分离。

（1）加速介质质点运动。

高于20 KHz声波频率的超声波的连续介质（例如水）中传播时，根据惠更斯波动原理，在其传播的波阵面上将引起介质质点（包括药材重要效成分的质点）的运动，使介质质点运动获行巨大的加速度和动能。

质点的加速度经计算一般可达重力加速度的二千倍以上。

由于介质质点将超声波能量作用于药材中药效成分质点上而使之获得巨大的加速度和动能，迅速逸出药材基体而游离于水中。

（2）空化作用。

超声波在液体介质中传播产生特殊的“空化效应”，“空化效应”不断产生无数内部压力达到上千个大气压的微气穴并不断“爆破”产生微观上的强大冲击波作用在中药材上，使其中药材成分物质被“轰击”逸出，并使得药材基体被不断剥蚀，其中不属于植物结构的药效成分不断被分离出来。

加速植物有效成份的浸出提取。

（3）超声波的振动匀化（Sonication）使样品介质内各点受到的作用一致，使整个样品萃取更均匀。

综上所述，中药材中的药效物质在超声波场作用下不但作为介质质点获得自身的巨大加速度和动能，而且通过“空化效应”获得强大的外力冲击，所以能高效率并充分分离出来。

超声波萃取
超声波萃取是一种利用超声波振荡的原理进行物质提取的方法。

其基本原理是通过超声波的高频振荡作用，使得溶剂中的分子在压力变化和气泡爆破等效应下产生剧烈的湍流和涡流，从而提高溶剂与待提取物质之间的质量传递速率，加速提取过程。

超声波萃取的步骤通常包括以下几个方面：
1.样品制备：将待提取物质样品加入适量的溶剂中，制备成溶液。

2.超声波萃取：将样品溶液置于超声波萃取仪中，开启超声波发生器产生超声波波动，使得样品中的目标成分被高效提取。

3.萃取时间控制：根据待提取物质的性质和实验要求，控制超声波萃取的时间，通常在几分钟到几十分钟不等。

4.样品分离：超声波作用下，目标成分被有效提取到溶剂中，接着可以通过离心、过滤等方法将样品中的固体残渣与溶剂分离。

5.溶剂回收：对提取溶剂进行回收利用，可以通过蒸发、减压蒸馏等方法将溶剂回收，减少资源浪费。

超声波萃取在生物、环境、药学、食品等领域有着广泛的应用，常用于提取植物中的活性成分、环境中的污染物、药物中的有效成分、食品中的营养成分等。

相比传统的提取方法，超声波萃取具有操作简便、提取效率高、时间短、溶剂用量少等优点，因此受到了广泛关注和应用。

超声波在萃取中的应用超声波是弹性介质中的一种机械波,利用超声振动能量可改变物质组织结构、状态、功能或加速这些改变的过程。

近年来,超声技术已得到了越来越广泛的应用,超声波在高分子的降解和聚合、有机合成与分离、雾化、结晶等方面有大量研究。

本文就超声强化萃取做一综述。

1 超声强化萃取的机理超声与介质的相互作用可分为热的作用与非热作用。

1. 1 热作用超声波在介质中传播时,其机械能在振动中转化为介质的热能。

同时,介质质点周期性的紧缩形成温度增高中心,从而使介质温度升高。

介质经超声作用,单位体积(平面波波束内) 产生的热能可通过公式Q =αIt 计算得到(α:介质声强吸收系数, I :超声波声强, t :时间) 。

据文献报道,在很宽频带内,水的声吸收系数α与频率的平方成正比,当频率为21. 5kHz 时,吸收系数约为9. 9 ×10- 8cm- 1,在一定的声强下,其产生的热量和升温作用是很有限的,对萃取的意义不大。

1. 2 非热作用超声强化萃取主要是一种非热作用。

非热作用主要有两种形式,即机械作用和空化作用。

超声波在介质传播过程中,引起介质质点的交替压缩和伸张。

虽然质点的振动位移、速度变化不大,但其加速度却相当大。

例如,频率为20kHz ,声强为1W/ cm2的声波在水中传播时,最大质点速度和位移分别是0. 115m/ s 和0. 93 ×10- 6m ,但最大加速度却达到了1. 44 ×104m/ s2。

如此大的加速度,能显著地增大溶剂进入提取物细胞的渗透性,加强传质过程,从而强化了萃取过程。

然而超声强化萃取的最主要原因是由于超声波产生的空化效应。

超声空化是指液体中的微小泡核在声波作用下被激活,表现为泡核的振荡、生长、收缩乃至崩溃等一系列动力学过程。

根据不同的表现,空化可有稳态空化和瞬态空化两种形式。

稳态空化产生在较低的声强作用下,空化泡以非线性的形式在介质中振荡若干个周期,在振荡过程中,空化泡周围的微流对溶液中其它粒子产生较大的切向力,有利于溶剂渗透到细胞。