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超声设备提取技术及作用机理

发布时间:2020-02-15 16:41:09

超声设备提取技术及作用机理

超声提取是将超声波产生的空化、振动、粉碎、搅拌等综合效应应用到天然产物成分提取工艺中,实现击破细胞壁,高效、快速提取细胞内容物的过程。应用在植物样品提取中的超声波,一般是由磁性材料经转换器产生的,有效频率一般在20~50kHz的范围,现普遍认为其空化效应、热效应和机械作用是超声技术在天然产物提取中的三大理论依据。

①空化效应:富含能量的超声波作用于提取体系内,液体内部可能被撕裂成很多小的孔穴,当这些孔穴瞬间闭合时,产生瞬间的高压,即称之为空化效应。空化现象是超声化学的主要动力,对植物样品提取而言,空化效应有利于加速待测物中有效成分进入溶剂,缩短体系到达平衡的时间。

②热效应:由于介质吸收超声波以及内摩擦消耗,分子产生剧烈振动,超声波的机械能转化为介质的内能,引起介质温度升高。超声波的强度愈大,产生的热作用愈强。控制超声强度,可使药物天然产物组织内部的温度瞬间升高,加速有效成分的溶出,且不改变成分的性质。

③机械作用:超声波的机械作用主要是辐射压强和超声压强引起的,辐射压强可以使样品组织表面变形,超声压强将给予溶剂和样品固体以不同的加速度,溶剂分子运动的速度远大于样品固体的速度,在它们之间产生摩擦,这种能量相当大,甚至能打开两个碳原子之间的化学键,导致大分子物质分解或解聚。

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