深度解读丨超声波提取法

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。

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。

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。

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。