深度解讀丨超聲波提取法

超聲提取，又稱超聲提取，是一種利用超聲技術提取分析物質的化學成分的分離技術。廣泛應用于藥品、中草藥、食品、農業、環境、工業原料等樣品中的化學成分提取工藝。今天，程成小編將簡要介紹超聲提取方法的相關知識。

超聲波(頻率介于20kHz~1MHz）是一種機械波，需要能量載體——介質來進行傳播。

超聲波提取的原理是利用超聲波的空化效應、機械效應和熱效應，通過增加介質分子的運動速度和穿透力，提取樣品的化學成分。以下是中草藥為例：

（1）空化效應：一些微氣泡通常或多或少溶解在介質中，在超聲波的作用下振動。當聲壓達到一定值時，由于定向擴散，氣泡增大，形成共振腔，然后突然關閉，這就是超聲波的空化效應。當氣泡關閉時，它會產生成千上萬的大氣壓和微激波，導致植物細胞壁和整個生物體破裂，整個破裂過程在瞬間完成，有利于有效成分的溶解。

（2）機械效應：超聲波在介質中的傳播可以在其傳播空間中振動介質點，從而加強介質的傳播和傳播，這就是超聲波的機械效應。超聲波在傳播過程中產生輻射壓力，沿聲波方向傳播，對材料有很強的破壞作用，可使細胞組織變形，植物蛋白質變性；同時，它還可以給介質和懸浮體不同的加速度，介質分子的運動速度遠遠大于懸浮分子的運動速度。因此，兩者之間的摩擦可以使生物分子聚集，使細胞壁上的有效成分更快地溶解在溶劑中。

（3）熱效應：與其他物理波一樣，超聲波在介質中的過度傳播是一個能量傳播和擴散過程，即超聲波在介質傳播過程中，其聲音不斷被介質質點吸收，介質將吸收的能量全部或大部分轉化為熱能，導致介質本身和藥材組織溫度升高，提高藥物有效成分的溶解速度。由于吸收聲能引起的藥物組織內部溫度的升高是瞬間的，因此提取成分的生物活性可以保持不變。

超聲波作用于液體、液體固體、多相系統、表面系統和膜表面系統，在微環境中產生湍動效應、微干擾效應、界面效應、聚能效應等一系列物理化學作用，不易獲得。

超聲波提取技術比常規提取技術快速、便宜、高效。

與索氏提取物相比，其主要優點是：

(1)成穴效果，增強系統極性，提高提取效率，達到或超過索氏提取效率。

(2)超聲提取允許添加共提取物，以進一步提高溶劑的極性。

(3)適用于提取不耐熱的被測成分。

(4)操作時間比索氏提取物短，通常只需要24~40min。

超聲提取和超臨界流體提取(SFE)比較：

(1)儀器設備簡單，提取成本低很多.

(2)無論其極性如何，都可以提取多種化合物，因為超聲提取有很多溶劑。SFE主要用CO2作為提取物，基本上只適用于非極性物質的提取。

與微波輔助提取相比：

(1)在某些情況下，比微波輔助提取快。

(2)超聲波提取比常規微波輔助提取更安全。

(3)超聲提取適應性廣，不受目標成分的極性和分子量的限制。

(4)提取物雜質少，待測成分易于分離純化。超聲提取物可以減少溶劑對環境的污染，而不需要或使用更少的提取物。

超聲波提取機由超聲波電源、超南換能器和提取容器三部分街槽的底部或兩側打開。

操作方法：在提取容器中加入適量的水作為傳導介質，破碎、稱重樣品，根據其性質，有些需要用提取物浸泡。將容器放入提取容器的罐中，打開超聲波發生器，停止超聲波，并在設定條件下冷卻到室溫。連續的超聲提取也是一種非常有效的提取方法，可用于各種分析目的。

程成小結論：由于超聲提取具有提取溫度低、提取率高、提取時間短的特點，提取天然產品和生物活性成分具有特殊的優勢。超聲提取物不僅在工業上具有廣闊的應用前景。它已成為各種樣品預處理的重要手段。