微波萃取技术和其在环境样品分析中应用.pdf

第37卷 第 12期 化 工 技 术 与 开 发 V01．37 No．12 2008年 12月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Dee．2008 微波萃取技术及其在环境样品分析中的应用 陈 波 一，林建国 (1．广西柳州职业技术学院，广西 柳州 545006；2．天津大学环境科学与工程学院，天津 300072) 摘 要：对近年的微波萃取技术以及在环境样品分析中的应用研究做了综述，介绍了微波萃取的原理、特点、 基本工艺流程和步骤及其在环境分析中的应用。 关键词：微波；微波萃取 ；环境分析 中图分类号：0658．2 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(2008)12．002604 微波萃取(Microwave-assistedExtraction，ME) 同作用产生的受热不均衡性可以导致被萃取物从基 产生于分析化学研究的基础上，是制备分析样品的 体或体系中分离出来的结果 1【J。 有效方法之一。采用微波萃取法制备样品，具有时 微波萃取的机理可从两方面考虑：一方面微波 间短、节省试剂、制样精度高、回收率高等优点，克服 辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质，到达物料的 了传统萃取技术中效率低、试剂耗量大、费时较长等 内部维管束和细胞系统。由于吸收微波能，细胞内 缺点，因此，微波萃取在分离提纯样品过程中表现出 部温度迅速上升，使细胞内部压力超过细胞壁膨胀 良好的发展前景和巨大的应用潜力。微波萃取技术 承受能力 ，细胞破裂，细胞内有效成分 自由流出，在 是微波技术与萃取技术相结合产生的新技术。该技 较低的温度条件下被萃取介质捕获并溶解，通过进 术最早研究开始于 1986年，匈牙利学者 Can-zlerk． 一 步过滤和分离，便获得萃取物料。另一方面，微波 研究发展了用微波萃取法从土壤、种子、食品、饲料 所产生的电磁场，加速被萃取部分成分向萃取溶剂 中分离各类化合物的新技术。随着技术的不断完 界面扩散速率，用水作溶剂时，在微波场下，水分子 善，微波萃取已应用于农药残留、有机污染物、金属 高速转动成为激发态，这是一种高能量不稳定状态， 及其化合物、人血(或血清)、中草药、植物有效成分 或者水分子汽化，加强萃取组分的驱动力，或者水分 的萃取分离过程中，其应用范围遍及环境分析、化工 子本身释放能量回到基态，所释放的能量传递给其 分析、食品分析、天然产物提纯、矿物处理、生化分 他物质分子，加速其热运动，缩短萃取组分的分子由 析、临床应用等领域。 物料内部扩散到萃取溶剂界面的时间，从而使萃取 速率提高数倍，同时还降低了萃取温度，最大限度保 1 微波萃取的原理 证萃取的质量 2。也可以这样解释，由于微波的频 微波萃取法是在萃取过程中用微波来提高萃取 率与分子转动的频率相关连，所以微波能是一种由 效率。在微波场中，由于不同物质的介电常数不同， 离子迁移和偶极子转动引起分子运动的非离子化辐 吸收微波能的程度各不相同，其产生的热能及传递 射能。当它作用于分子上时，促进了分子的转动运 给周围环境的热能也不同，这种差异使得萃取体系 动，分子若此时具有一定的极性，便在微波电磁场作 中的某些组分或基体物质的某些区域受热不均衡， 用下产生瞬时极化，并以24．5亿次 ·sI1的速度做极 一 类物质(如水、乙醇、某些酸、碱、盐类)可以将微波 性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子之间的 转化为热能，这类物质能吸收微波，提升 自身及周围 相互摩擦、碰撞，促进分子活性部分(极性部分)更好 物质的