分析化学中的溶剂萃取技术
分析化学中的溶剂萃取技术
摘要：综述了近年来溶剂萃取在分析化学中应用的发展趋势。对溶剂萃取所发展的超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取及膜萃取方面作了重点叙述。引用文献35篇。
关键词：溶剂萃取；分析化学；超临界流体萃取；固相萃取；固相微萃取；膜萃取
溶剂萃取是一种在20世纪得到迅速发展的分离技术。它利用溶质在两种互不相溶或部分互溶的液相之间分配不同的性质来实现液体混合物的分离或提纯。由于它可以根据分离对象和要求选择适当的萃取剂和流程，所以具有选择性高，分离效果好和适应性强等特点。
溶剂萃取具有悠久的历史。早在远古时期，人们就利用萃取方法来提取金属和中草药。进入2O世纪后，开发了以螯合配位基分类的有机化合物，由这些有机化合物与金属离子所形成的憎水性络合物可被萃取到有机溶剂中。而且发现大多数萃取液在可见光部分具有吸收，从而使萃取分光光度法作为高灵敏度分析法崭露头角。由于溶剂萃取法具有选择性好、回收率高、设备简单、操作简便、快速、易于实现自动化等特点[1]，且溶剂萃取通常在常温或较低温度下进行，能耗低，所以特别适用于热敏性物质的分离，而且易于实现大规模连续化生产。首次有重要意义的工业应用是2O世纪初在石油工业中的芳烃抽提，随后又用于菜油的提取和青霉素的纯化等。第二次世界大战期间在原子能工业中成功地应用萃取法分离铀、钚和放射性同位素，促进了溶剂萃取的研究和应用。2O世纪6O年代以来，溶剂萃取开始用于大规模的工业生产，如石油化工中的润滑油精制、丙烷脱沥青、芳烃抽提和湿法冶金工业中的铜萃取、钴镍分离和稀土元素的分离等，它是湿法冶金、原子能化工、石油化工等领域一种不可替代的重要分离技术。随着高科技的发展，液一液萃取在能源和资源利用、生物和医药工程、环境工程和高新材料的开发等方面面临着新的机遇和挑战。
作为一种重要的分离技术，溶剂萃取技术发展速度迅速，近年来研究较多的有超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、膜萃取等。
一、超临界流体萃取
超临界流体萃取(supercritical fluid extraction，SFE)是近年来分离科学中发展很快的一个领域[2,3]。自Andrews首先发现临界现象以来，各种研究工作陆续开展起来。近年来研究较多的体系包括二氧化碳、水、氨、甲醇、乙醇、氙、戊烷、乙烷、乙烯等，与常用的有机溶剂相比，超I临界流体特别是二氧化碳、水还是一种环境友好的溶剂。正是这些优点，使得超临界流体具有广泛的应用潜力，然而超临界流体技术应用的迅速发展还是在最近二三十年问，超临界流体萃取分离技术已得到了广泛的工业应用[4]；在材料制备方面超临界流体技术也取得了一定的进展[5]；超临界流体中化学反应的研究也引起了人们的广泛关注[6-10]。
与一些传统的分离方法相比，超临界流体萃取具有许多独特的优点，如①超临界流体的萃取能力取决于流体密度，因而很容易通过调节温度和压力加以控制；②溶剂回收简单方便，节省能源。通过等温降压或等压升温被萃取物就可与萃取剂分离；③由于超临界萃
取工艺可在较低温度下操作，故特别适合于热敏组分；④可较快地达到平衡；⑤超临界流体萃取的另一特点是很容易与其它分析方法联用，如SFE-IR[11]、SFE-GC[12]、SFE-SFC[13]、SFE-GPC[14]、SFE-LC[15]、SFE—HPLC[16]、SFE-GCMS[17] 、SFE-LC-GC等，避免了样品转移的损失，减少了人为误差，提高了样品分析整体的精密度与灵敏度。然而超临界流体萃取因需要较为庞大的仪器设备，限制了它在野外与现场的采样处理。
超临界流体萃取应用领域包括高纯天然香料，药物有效成分等的萃取等，见表1[18]。
二、固相萃取
固相萃取(solid phase extraction，SPE)是相对较老的样品制备技术，从1978年美国Waters 首先将一次性固相萃取柱Sep-Pak投放市场以来，固相萃取技术得到了迅速发展。SPE是一种吸附剂萃取，样品通过填充吸附剂的一次性萃取柱，分析物和杂质被保留在柱上，然后分别用选择性溶剂去除杂质，洗脱出分析物，从而达到分离的目的。其保留或洗脱的机制取决于被分析物与吸附剂表面的活性基团，以及被分析物与液相之问的分子问作用力。当被分析物比所存在的介质与固相之间的亲和力强时，被分析物被保留，然后用一种对被分析物亲和力更强的溶剂洗脱；当存在的介质较被分析物与固相之间亲和力更强时，则被分析物直接洗脱。
样品采集后立刻用固相萃取处理不但可缩小样品体积，减少运输的麻烦，更主要的是吸附在固相萃取剂上的物质往往比存放在冰箱内的样品更稳定，不易受光、热、微生物的作用而发生各种化学物理变化。样品从吸附剂上洗脱时虽不可避免仍使用各种有机溶剂，但用量比经典方法要少得多，且近年来超临界流体从固相萃取剂上洗脱待测物质已有报道[19]。
固相萃取设备简单，但处理大量样品时，仍是一项费时、费力的工作，因此进行SPE 与其它分析技术联机自动操作的研究十分必要，文献报道也很多，如SPE-HPLC、SPE—GC、SPE- CE[20,21]，在环境分析、临床与药物分析中得到了广泛的应用[22,23]。
2.1固相萃取技术的基本原理
固相萃取分离模式与液相色谱相同，可看作一个简单色谱过程［６］。固相萃取利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱，或加热解吸附达到分离和富集目标化合物的目的。
2.2固相萃取柱的类型
常用的固相萃取柱的类型有极性柱、非极性柱、阳离子交换柱、阴离子交换柱、共价型柱等。极性柱：ＣＮ、ＮＨ、ＰＳＡ、ＣＯＨ、Ｓｉ等，非极性柱：Ｃ１８、Ｃ８、Ｃ２、ＣＨ、ＣＮ、ｐＨ等，阳离子交换柱：ＳＣＸ、ＰＲＳ、ＣＢＡ等，阴离子交换柱：ＳＡＸ、ＰＳＡ、ＮＨ２等，共价型柱：ＰＢＡ等。根据目标化合物性质和样品类型选择合适的固相萃取柱和淋洗剂。
2.3固相萃取柱的影响因素
影响固相萃取效果的主要因素有：吸附剂类型及用量、水样体积、洗脱剂类型等。尽量选择与目标化合物极性相似的吸附剂，正相吸附剂保留极性有机物，反相吸附剂保留非极性有机物或弱极性有机物，阴离子交换树脂则适用于离子型的有机物。洗脱剂体积应以淋洗完全为前提，体积最小的为最佳［８］。样液中ｐＨ值也影响吸附效率［９］。在吸附剂和洗脱剂选定条件下，回收率随吸附剂量增大而提高；水样流速对回收率的影响不明显［１０］
2.4固相萃取技术与液相色谱法联用
鲁杰等［８］采用固相萃取作为前处理手段，固相萃取柱是ＯａｓｉｓＨＬＢ３ｃｃ，结合高效液相色谱法测定片剂、胶囊、维生素泡腾片等保健食品中维生素Ｂ１２，最低检出浓度为０．２ｍｇ／ｋｇ，线性范围在０．３３４～１６７μｇ／Ｌ之间。康莉等［９］报道了固相萃取－高效液相色谱法测定肉中盐酸克伦特罗，方法检出限１．７ｎｇ，ＣＶ值为１．３７％（低浓度）和０．７６％（高浓度），回收率８１．０％～９１．４％。刘亚风等［１７］使用ＷａｔｅｒｓＯａｓｉｓＨＬＢ固相萃取柱对样品溶液进行净化，ＨＰＬＣ法检测肉制品中纳他霉素残留量，方法检出限０．０５ｍｇ／ｋｇ，精密度（ＣＶ）为０．４８％～２．５０％，回收率８６．０％～９５．７％。杨方等［１８］高效液相色谱法检测动物性食品中甲苯咪唑残留，采用ＮＨ２ＳＰＥ柱净化样品，小柱的填充物为键合了氨基的无定形硅胶，洗脱剂是甲醇和甲酸，洗脱效率可达９５．１％，灵敏度高，方法检出限０．４ｎｇ。林海丹等［７］对动物源性食品中四种磺胺类药物残留用高效液相色谱法测定，样品前处理采用液液分配与固相萃取技术相结合，固相萃取柱是ＷａｔｅｒｓＯａｓｉｓＨＬＢ（二乙烯基苯－Ｎ－乙烯基吡咯烷酮共聚物），确保测定时无样品基体干扰，方法检出限０．０１０×１０－６～０．０２０×１０－６（ｗ），回收率７１％～８３％。杨亚玲等［２０］研究了固相萃取富集和预分离，高效液相色谱法测定枸杞中的七种类胡萝卜素的方法。固相萃取柱是ＷａｔｅｒｓＸｔｅｒｒａＴＭＲＰ１８，洗脱剂是四氢呋喃，回收率高（９５％￣１０３％），检出限在２５～４０ｎｇ／ｍｌ之间。林维宣等［２１］研究了高效液相色谱法测定大米氨基甲酸酯农药残留量，他们用ｆｌｏｒｉｓｉｌ和Ｃ１８双柱固相萃取净化柱双柱净化样品，简化了净化操作，提高了检测灵敏度，检测低限（ｍｇ／ｋｇ）分别为：杀线威０．００５、灭多威０．０１、涕灭威０．００５、抗芽威０．００５、残杀威０．００２５、苯恶威０．００２５、西维因０．００５、仲丁威０．０１，回收率均在８０％以上。罗晓燕等［２２］成功地进行了ＳＰＥ－ＨＰＬＣ法同时测定水产品中氯霉素等四种抗生素残留的研究，经过ＺＯＲＢＡＸＳＰＥＣ１８柱纯化并浓缩的样品，杂质峰较少，灵敏度也提高了１０倍，回收率９３％～１０１％。严浩英等［２３］采用Ｓｅｐ－ＰａｋＣ１８柱进行样品净化浓缩，再由高效液相色谱法测定全小麦和面粉中麦草灵除草剂残留量，检出限０．０５ｍｇ／ｋｇ，回收率８４．５％～９２．４％。贾薇等［２４］用Ｃ１８微型净化富集柱将牛奶中４种四环素类药物进行萃取净化，对洗脱剂进行了优化，并用液相色谱－质谱联用法测定药物残留量，结果牛奶中四环素、土霉素及美他环素的检出限
可达０．０５μｇ／Ｌ，金霉素的检出限０．１μｇ／Ｌ，回收率均在９０％以上。文献［２５］建立了ＨＰＬＣ法测定染色虾米中碱性玫瑰精的方法，通过ＳＰＥ－ＨＬＢ柱固相萃取净化和富集提取液中的碱性玫瑰精，达到了较高的灵敏度，最低检出限２μｇ／ｋｇ，平均回收率８４．９２％。林海丹等［２６］用碱性乙酸乙酯提取乳粉中苯骈咪唑类药物残留，ＷａｔｅｒｓＯａｓｉｓＨＬＢ固相萃取柱净化，ＨＰＬＣ法测定，方法检出限０．０２０ｍｇ／ｋｇ，回收率７１％～９０％。陈玲等［２７］所建立的水中痕量丙烯酰胺的活性炭固相萃取及ＨＰＬＣ分析法操作简便，也满足ＷＨＯ０．５μｇ／Ｌ的控制要求
三、固相微萃取
自从1990 年Pawliszyn 等提出了一种新的固相萃取技术———固相微萃取( solid phase microextraction , SPME)以来，SPME已迅速应用在各种化学分析领域。SPME是一种基于气固吸附(吸收) 和液固吸附(吸收) 平衡的富集方法,利用分析物对活性固体表面(熔融石英纤维表面的涂层) 有一定的吸附(吸收) 亲合力而达到被分离富集的目的。自1994 年SPME 装置商品化以来,该技术取得了较快的发展,除了主要与气相色谱(GC) 联用外,还可与高效液相色谱(HPLC) 、毛细管电泳(CE) 以及紫外分光光度(UV) 等多种分离分析技术联用。SPME 已开始应用于分析水、土壤、空气等环境样品,以及血、尿等生物样品和食品、药物等各个方面。
3.1固相微萃取及气质联用技术的原理和优点
固相微萃取及气质联用技术的原理和优点固相微萃取及气质联用技术的原理和优点固相微萃取及气质联用技术的原理和优点SPME技术是根据有机物与溶剂之间的“相似者相溶”的原则,利用石英纤维表面的色谱固定相或吸附剂对分析组分的吸附作用,将组分从试样基质中萃取出来,并逐渐富集,完成此试样前处理过程1在进样过程中,利用气相色谱进样口的高温将吸附的组分从固定相中解吸下来,由色谱仪进行分析。对于一个单组分的单相体系,当被分析有机物在萃取头与萃取体系之间达到平衡时,分析物与萃取头之间有一分配系数K,该分配系数与分析物在萃取体系中的量有如下关
式中:N 为吸附于萃取头上分析物的量; C0 为萃取前分析物在样品中的浓度; K为分析物在萃取头和样品间的分配系数; Cs 为分析物在萃取后样品中的浓度; Cf 为分析物在萃取头中的浓度; Vf 为萃取头的体积; Vs 为样品的体积。可以看出,体系中的K及Vf 值是影响方法灵敏度的重要因素。由于K Vf n Vs ,所以上式近似为N = K C0 Vf , K值取决于萃取头的固定相类型,而对一特定的萃取头,其体积Vf 是一个定值,故N 与C0 之间成线性关系, C0 可由气相色谱仪测定。上面公式的推导从化学热力学平衡态化学势相等的原理可以得出,但是实际体系往往是多组分共存因此,组分的K值不仅与同一组分不同相内的含量有关,而且与其他
组分的含量也有关1实际的数学表达式较为复杂,但由于在所分析样品中的组分的含量一般较低,彼此的作用可以忽略,因此上式仍有一定的代表性,可解释SPME中的各种现象。
3.2SPME特点
SPME 装置是在一支长约1 cm 长的熔融石英纤维上涂敷一层厚度为30～100μm 高聚物固定相,如聚甲基硅氧烷或聚丙烯酸酯。纤维与形如注射器装置的不锈钢柱塞相连,收缩在不锈钢针头之中。压柱塞从针头中抵出纤维并与试样溶液或顶空接触,使分析物被吸附(吸收) 而分配到涂敷层内。富集在纤维上的分析物,在气相色谱仪进样口通过热解吸(解脱) 到色谱柱中。在HPLC 的情况下,籍助SPME--HPLC的接口将吸附在纤维上的分析物传送至分析柱。SPME 的特点是集取样、萃取、富集、进样于一身。一般的试样预处理方法只能完成其中的一、二步,而SPME 根据自身的特点,集多步为一体,简化了试样预处理过程。SPME 易于操作,是试样与固相涂层直接作用,几乎不消耗溶剂,降低了成本,保护了环境。SPME 的速度取决于分析物分配平衡所需的时间,一般在2～30 min 内即可达到平衡。该技术适用于微量或痕量组分的富集。
3.3固相微萃取的萃取条件
SPME固定相的选择1选用何种固定相应综合考虑分析组分在各相中的分配系数、极性与沸点,其基本原则是“相似相溶原理”,可依据所分析物的分子量和极性的不同,选取最合适分析组分的固定相1小分子量或挥发性的化合物通常选用100μmPDMS萃取头;大分子量或挥发性的化合物通常选用30μm或7μmPDMS萃取头;强极性的化合物通常选用85μmPA 萃取头;极性挥发性的样品(如乙醇、胺类)选用65μmPDMS/DVB萃取头。SPME的萃取方式有两种：一种为顶空式,适用于所有基质的试样中挥发性、半挥发性分析组分,另一种为直接浸入式,它仅适用于气体样品及洁净液体样品的分析。天然产物的分析一般采用顶空分析法,它适用于所有天然产物中挥发性、半挥发性组分以及衍生后挥发性、半挥发性组分,检测限可达pp t级。萃取时间是从石英纤维与试样接触到吸附平衡所需的时间。
影响萃取时间的因素很多,例如分配系数、试样的扩散速度、试样量、容器体积、试样基质、温度等1在萃取过程中,初始阶段,分析组分很容易且很快富集到石英固定相中,随着时间延长,富集速度越来越慢,接近平衡状态时即使延长时间,对富集也无意义。因此在摸索方法是必须作富集--时间曲线,从曲线上找出最佳萃取时间。一般萃取时间在5～60 min,但也有例外。SPME萃取体系存在着多种平衡,有的样品不会被完全萃取出来,例如天然产物的萃取。但这对天然产物的成分分析及相对含量的计算没有影响。若需要定量分析,只要保证萃取条件完全相同,即可得到准确的定量结果。实验中可通过加热、增加涂层的厚度、进行搅拌、使用无机盐、改变pH值、进行衍生化、改变萃取方式等方法,来提高萃取效率。
萃取的选择性主要取决于涂层材料的性能。按照分析物易被与其极性相似的固相所萃取的原则,选择合适的SPME 涂层。最常用作固相涂层的物质是聚甲基硅氧烷(PDMS) 和聚丙烯酸酯(PA) ,均可用于气相和液相色谱。前者多应用于非极性化合物如挥发性化合物、多环芳烃和芳香烃,而后者多应用于极性化合物如三嗪和苯酚类化合物。固相层可以非键合、键合或部分交联的形式涂敷在石英纤维上。涂层在有机溶剂中的稳定性按以下顺序减小:键合相> 部分交联> 非键合相。非键合相在有机溶剂中还有较大的溶胀性。将一些聚合物,如聚二乙烯基苯和碳分子筛,加到涂层中,可以增大涂层的表面积,改进SPME 的效率。Supelco 公司生产涂敷有各种固定相的商品SPME 石英纤维。除常用的聚甲基硅氧烷和聚丙烯酸酯外,还有一些部分交联的复合固相涂层材料,如聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(PDMS/DVB) 用于芳烃和挥发性化合物,聚乙二醇2二乙烯基苯(CW2DVB) 用于极性化合物如醇类化合物,而
聚乙二醇模板树脂(CWTPR) 则用于离子化的表面活性剂。
四、膜萃取
膜萃取(membrane extraction)是膜技术与萃取过程相结合的新型膜分离技术，膜具有选择性的特征使其作为一种分离技术多年来得到了广泛的应用。与通常的萃取中液相以细小液滴的形式分散在另一液相中进行两相接触的情况不同，膜萃取中两相是在微孔膜表面相互接触而进行物质传递的。根据被测物质和样品基质的性质不同及处理要求的差异，膜处理技术可采用不同的操作方式，如静态法、搅拌法、顶空法及动态法[29]以及支载液膜萃取、色谱膜技术等。其中色谱膜技术是近年来出现的一种用于处理液体样品的膜技术，这种技术用一种疏水的多孔聚四氟乙烯为分离介质，它具有两种大小不同的孔穴，大的平均孔径为200μm，能通过极性的分子，小的孔径为0.3μm，宜于非极性或气体分子通过。由于小孔的毛细压力，极性分子被排斥在外。聚四氟乙烯分离介质外包了一层厚度为0.8mm的微孔聚四氟乙烯膜，样品溶液从水平方向流过，极性不同的萃取剂从垂直方向流过，正确控制两种液体的压力、流量及萃取器的容积等参数，可以使样品中极性与非极性或分配系数不同的组分得到连续萃取分离，并加以浓缩；这种技术不仅可以进行液一液萃取，也能进行液一气萃取。它已成功地用于测定水中环境类激素[30]和空气中的二氧化硫，及空气中的氨[31]。
随着膜萃取技术研究工作的进一步深入，膜萃取作为一种分离、富集手段，与其它辅助设备、仪器、检测方法相结合，在环境监测[32,33]、金属离子的分离与富集[34]、生物反应及生物模拟[35]等方面的应用日益受到重视。
综上所述，溶剂萃取技术经过100多年的发展，已经比较成熟，应用也很广泛，它已从分析及放化实验室里的分离方法发展成为原子能、冶金及化学工业中的高效分离技术。随着应用基础研究的深化和新溶剂、新工艺、新设备和新软件的开发，溶剂萃取将在化工、环保、生物和材料等领域的节能、降耗和产品更新换代等方面发挥更大的作用。
电化学分析技术.
第五篇电化学分析技术 第一章电分析化学导论 电化学分析是利用物质的电化学性质来测定物质组成的分析方法。电化学性质表现于化学电池中，它包括电解质溶液和放置于此溶液中的两个电极，有时还包括与之相连系的电源装置。化学电池本身能输出电能的，称为原电池；在外电源作用下，把电能转换为化学能的称为电解池。电解池和原电池中发生的一切电现象，如溶液的导电、电极与溶液界面间的电位、电流、电量、以及电流~时间曲线、电流~电位曲线等都与溶液中所存在的电解质的含量有关。研究这些电现象与溶液中电解质浓度之间的关系是电化学分析的主要内容之一。因为电化学分析就是利用这些关系把被测物质的浓度转化为某种电讯息而加以测量的。在不同讯息的转换中，力图准确、灵敏并应具有一定的特效性，才能应用于分析。为此目的，电化学分析还应注意改进所使用的测量仪器以及实验方法和技术，因此本课程应当包括方法原理，仪器测量技术和实际应用等方面。 §1.1 电分析化学的发展 电分析化学的发展具有悠久的历史，它与化学、物理、生物、计算机等学科的发展紧密相关。早在1801年，铜和银的电解定性分析就已问世，经过半个多世纪才将电解分析用于铜的定量测定。1893年、1910年和1913年相继出现了电位分析、电导分析和库仑分析。1920年成功制备了pH 玻璃电极，简捷地测定了溶液pH。这是一个重要的发明，它推动了整个分析化学的发展，并为电位分析中酸碱滴定创造了重要的条件。1922年捷克化学家J Heyrovsky 首创极谱分析，标志着电分析方法的发展进入了新的阶段。此后相继出现了交流示波极谱、交流极谱、方波极谱和脉冲极谱等。1964年日本留学生Kuwana在R N Adams教授指导下，将电化学与光化学结合，提出了光谱电化学。1966年S Frant和J Ross首创固态膜和单晶(LaF3）膜的F－选择性电极。此后在世界范围内出现了研究离子选择性电极的热潮，制成了多种多样的阳离子和阴离子的选择性电极。1972年K B Oldham等和1975年M Goto等先后提出了卷积伏安法和去卷积伏安法。1973年R F Lane和A T Hubbard利用铂电极表面吸附具有不同基团的烯属类化合物，再吸附磺基水杨酸根，制成了第一支吸附型的测定Fe(Ⅲ)的化学修饰电极。这种电极突破了电极上电子授受的单一作用，通过物理的、化学的手段在电极表面接上
茶叶中咖啡因的微波提取工艺
实验2 茶叶中咖啡因的微波提取工艺 一、实验目的 1.明确微波提取法提取原理； 2.学会用微波提取法提取茶叶中的咖啡因； 3.使用分光光度计，建立标准曲线，检测茶叶中咖啡因的含量。 二、实验原理 咖啡因是杂环化合物嘌呤的衍生物，它的化学名称为：1,3,7－三甲基－2,6－二氧嘌呤，其结构式如下： N N H N N N N N O O CH3 CH3 H3C 嘌呤咖啡因 含结晶水的咖啡因系无色针状结晶，味苦，能溶于水、乙醇、氯仿等。在100℃时即失去结晶水，并开始升华，120℃时升华相当显著，至178℃时升华很快。无水咖啡因的熔点为234.5℃。 从茶叶中提取咖啡因传统的方法有乙醇回流法和碳酸钠溶液煮沸法。但前者需在Soxhlet萃取器中回流约2.5h 以上, 周期较长、醇耗、能耗较大, 不利于工业化生产。后者虽只需煮沸20m in, 但煮沸后呈泥胶状, 过滤和萃取均很难, 致使收率很低。 微波是频率介于300 MHz和300 GHz之间的电磁波。微波提取的原理是微射线辐射于溶剂并透过细胞壁到达细胞内部，由于溶剂及细胞液吸收微波能，细胞内部温度升高，压力增大，当压力超过细胞壁的承受能力时，细胞壁破裂，位于细胞内部的有效成分从细胞中释放出来，传递转移到溶剂周围被溶剂溶解。微波具有穿透力强、选择性高、加热效率高等特点.微波作用于植物细胞壁，其热效应促使细胞壁破裂和细胞膜中的酶失去活性，细胞中多糖容易突破细胞壁和细胞膜而被提取出来，大大加快了反应提取速度、反应时间以分、秒计，有效地提高了多糖得率。微波提取法是强化固液提取过程颇具发展潜力的一项新型辅助提取技
术。 三、仪器与试剂 仪器：微波萃取仪；紫外-可见分光光度计；分析天平（1台）；50 mL容量瓶（8个）；100 mL 容量瓶（1个）；1 mL 、2 mL 吸量管；50mL烧杯（10个）; 100mL（3个）; 布式漏斗；滤纸；抽滤瓶等。 试剂：无水乙醇；0.5 mg/mL咖啡因标准溶液等。 四、实验步骤： （一）、制作标准曲线 从无水乙醇为溶剂的咖啡因储备液( c = 500. 0μg/ mL) 中移取0. 50 ，1. 00 ，1. 50 ，2. 00 ，2. 50 ，3. 00 ，3. 50 mL于7 个50 mL 容量瓶中用50%的乙醇定容，得到浓度为5. 00 ，10. 00 ，15. 00 ，20. 00 ，25. 00 ，30. 00 ，35. 00μg/ mL 的系列标准溶液。在紫外分光光度计上测其最大吸收波长处的吸光度A ，得标准曲线。 （二）、咖啡因的提取 1.提取工艺流程 原料→粉碎→加入溶剂→微波处理→过滤→离心→粗提液→测定吸光度值2．提取工艺条件优化 (1)．单因素实验 I．微波功率的筛选 微波功率的筛选称取5 g茶叶, 加入80 mL 50 %乙醇, 配制5 份相同混合液, 将混合液放置于微波提取仪中, 设定温度为90 ℃的条件, 改变功率（300 W、400 W、500 W）微波10 min, 测定不同微波功率下提取液的吸光度值A. II．微波时间的筛选 称取5 g 茶叶, 加入80mL50 %乙醇, 配制5 份相同混合液，将混合液放置于微波提取仪中, 在设定温度为90 ℃，微波功率为500 W的条件下，微波加热不同的时间(13 min、14 min、15 min) ，测定不同微波时间条件下提取液的吸光度A. III．微波温度的筛选 称取5 g茶叶，加入80 mL 50 %乙醇，配制6 份相同混合液，将混合液放
微波萃取技术
微波萃取技术 摘要：微波萃取技术区别于传统的溶剂萃取，作为一种新型高效的萃取技术，是近年来的研究热门课题。微波可以穿透萃取介质，直接加热物料，能缩短萃取时间和提高萃取效率。本文对近年的微波萃取技术以及其研究做了综述，介绍了微波萃取的特点，主要影响因素及其应用。 关键词：微波；微波萃取；高效 Technology of Microwave Assisted Extraction Abstract: Microwave assisted extraction has attracted growing interest as it allows rapid extractions of solutes from solid matrices in recent years, with high extraction efficiency comparable to that of the classical techniques. Microwave assisted extraction consists of heating the extraction in contact with the sample with microwaves energy. But unlike classical heating, microwaves heat all the samples simultaneously without heating the vessel. Therefore，the solution reaches its boiling point very rapidly, leading to very short extraction time. This review gives a brief presentation of the theory of microwave and extraction systems. A discussion of the main parameters that influence the extraction efficiently, and its applications． Key Words: Microwave ; Microwave assisted extraction; efficiency 溶剂萃取是重要的传质单元操作]1[，其基本原理是通过溶质在两种互不相溶(或部分互溶)的液相之间不同的分配性质来实现液体混合物中某一单独或多种组分的分离或提纯。溶剂萃取通常在常温或较低温度下进行，具有能耗低的特点，较适用于热敏性物质的分离，经济效益较佳，有利于连续化的大规模生产。
微波辅助萃取技术的应用和研究进展
微波辅助萃取技术的应用和研究进展 王新 郑先哲 （东北农业大学 工程学院，哈尔滨，１５００３０） 摘要：本文描述了微波辅助萃取技术是一种很有潜力的萃取技术，全面综述了它在农业、食品工业、环境分析化学、传统中医药工业等方面的应用和研究进展。微波辅助萃取技术在传统萃取工艺基础上进行了强化传热、传质，试验体现了微波萃取技术具有装置简单、应用范围广、萃取效率高、重现性好、消耗溶剂和时间少、污染少等优点。目前，微波辅助萃取技术的工业化问题已倍受重视，这必将推动微波辅助萃取技术向更深、更广的领域发展。 关键词：微波辅助萃取；植物性物料；食品； 中图分类号：S26.201 ０引言 微波辅助萃取技术是一种新兴技术。现今已有许多试验采用微波辅助萃取的方法，并且已形成了多种比较完善的微波辅助萃取系统。最新研究引进了将微波辅助萃取技术预处理样品和其它分析技术结合使用，发展前景很广［１，２，３］。在不同的试验中，各自体现了装置简单、应用范围广、萃取效率高、重复性好、消耗溶剂及时间少、环境污染少等优点［４］。 在实验室或工厂里，将微波技术改进后，用于从不同的植物原料中萃取许多挥发性组分。它的原理与索式提取、蒸汽蒸馏和浸提等传统方法是不同的。微波加热是样品直接吸收微波能［５］。微波能也是一种能量。在能量传输过程中，微波能直接影响极性分子原料。微波电磁场能让这些极性分子迅速极化。当使用频率为２４５０兆赫兹的微波能萃取时，溶质或溶剂中的极性分子将以每分钟２４．５亿次的速度做极性反转运动，使分子间产生相互摩擦和碰撞。通过这种方式的运动，分子内的活性组分（极性部分）彼此间会加速碰撞并加速反应，同时产生了大量的热能，这些热能促使细胞破裂、同时细胞液溢出并且扩散到溶剂中［６］。因此，微波促１使细胞里的有效组分自由的流出，在低温条 收编日期：年月日 作者简介：王新（１９７９－），女（汉），辽宁省大连市，研究生，农产品加工及贮藏工程 通讯地址：150030，ml_earquake@https://www.360docs.net/doc/0d2122791.html, 通讯作者：郑先哲（1968-），男（汉），吉林省德惠，教授，通讯地址：150030，zhengxz2006@https://www.360docs.net/doc/0d2122791.html, 件下若进一步利用萃取媒介，将其捕获、溶解，再借助于过滤、分离技术，就可得到萃取物。 １微波萃取技术在萃取植物中天然活性组分方面的应用 自１９８６ 年Ganzler等人首先报道了微波用于天然产物中化学成分的提取后，微波萃取被广泛用于生物碱类、黄酮类、蒽醌类、皂苷类等多种试验研究。如周志等［７］用微波从茶叶中提取茶多酚。郭振库等［８］应用自行设计的具较高压力控制精度的专用微波制样系统，对金银花中有效成分绿原酸和异绿原酸类化合物的提取条件进行了分析，并与超声波提取进行了比较，结果提取率提高了近２成。 邵海等［９］人用微波萃取核桃油工艺的研究等等。 ２００７年，Flamini Guido等［１０］将新型的微波方法应用在从植物中萃取香精油试验研究。比起传统方法，微波方法萃取的香精油，含氧化混合物较高、单萜很少。由此可见，微波加热是更有效的，体现了省时、节能的优点。Lucchesi Marie等［１１］研究了无溶剂的小豆蔻香精油的萃取。多参数的研究形成了一个中心合成设计，用来评估影响无溶剂萃取小豆蔻种子香精油的性能的三个变量的影响。由电荷耦合器件提供的统计结果表明试验选择的参数：萃取时间，微波辐射能和种子的水分含量都是相当关键的。 ２微波萃取技术在食品工业上中的应用 最近，许多作者就微波萃取技术在物理、化学性质等方面的近期应用介绍了一些
电化学分析方法
杨航锋化学工程2111506055 电化学分析法 电化学分析法是应用电化学原理和技术，利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。操作方便，许多电化学分析法既可定性，又可定量；既能分析有机物，又能分析无机物，并且许多方法便于自动化，可用于，在生产、等各个领域有着广泛的应用。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分，可分为：电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。 1.电位分析法 电位分析法是利用电极电位与溶液中待测物质离子的活度（或浓度）的关系进行分析的一种电化学分析法。Nernst方程式就是表示电极电位与离子的活度（或浓度）的关系式，所以Nernst方程式是电位分析法的理论基础。
电位分析法利用一支指示电极（对待测离子响应的电极）及一支参比电极（常用SCE）构成一个测量电池（是一个原电池）如上图所示。在溶液平衡体系不发生变化及电池回路零电流条件下，测得电池的电动势（或指示电极的电位）E ＝φ参比－φ指示由于φ参比不变，φ指示符合Nernst方程式，所以E的大晓取决于待测物质离子的活度（或浓度），从而达到分析的目的。 1.1电位分析法的分类 直接电位法――利用专用的指示电极――离子选择性电极，选择性地把待测离子的活度（或浓度）转化为电极电位加以测量，根据Nernst方程式，求出待测离子的活度（或浓度），也称为离子选择电极法。这是二十世纪七十年代初才发展起来的一种应用广泛的快速分析方法。 电位滴定法――利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。 1.1.1 直接电位法特点 1.应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定，尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。因为测定的是离子的活度，所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。 2.测定速度快，测定的离子浓度范围宽。可以制作成传感器，用于工业生产流程或环境监测的自动检测；可以微型化，做成微电极，用于微区、血液、活体、
微波萃取技术
微波萃取技术 摘要：微波可以穿透萃取介质，直接加热物料，能缩短萃取时间和提高萃取效率。本文对近年的微波萃取技术以及其研究做了综述，介绍了微波萃取的特点、主要影响因素及其应用。微波萃取作为一种新技术，其前景广阔，有望在萃取抽提领域开拓出新的天地。 关键词：微波；微波萃取技术；应用 Abstract:Unlike classical heating, microwaves heat all the sample simultaneously without heating the vessel. Therefore, the solution reaches its boiling point very rapidly, leading to very short extraction times. This review gives a brief presentation of the theory of microwave and extraction systems, a discussion of the main parameters that influence the extraction efficiency, and the main results on the applications. As a new technology, microwave assisted extraction has a broad prospect, and is expected to open up a new field in the extraction area. Key words:microwave; microwave assisted extraction; applications 1 概述 传统的溶剂萃取技术经过不断的技术完善发展、应用范围的拓宽，已成为有效的
微波辅助萃取技术在体内药物分析中的应用
微波辅助萃取技术在体内药物分析中的应用 发表时间：2016-05-20T11:10:40.943Z 来源：《医药前沿》2016年4月第12期作者：魏然程婷婷 [导读] 菏泽市公安局刑事科学技术研究所在检材的预处理这一关键环节发挥着愈发重要的作用，本文简要介绍了该技术的特点、分类以及影响因素。 魏然程婷婷 （菏泽市公安局刑事科学技术研究所山东菏泽 274000） 【摘要】本文简要介绍了微波辅助萃取技术的特点、分类以及影响因素，对于近年来该技术在体内药物分析领域的应用进行了评述，并对其前景进行了展望。 【关键词】微波辅助萃取；药物分析；评述 【中图分类号】R319 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2016）12-0379-02 1.引言 微波辅助萃取技术又称微波萃取技术（Microwave assisted extraction-MAE），是微波和传统的溶剂萃取法相结合后形成的一种新型萃取技术[1]，在检材的预处理这一关键环节发挥着愈发重要的作用，本文简要介绍了该技术的特点、分类以及影响因素，着重综述近年来其在体内药物分析领域的应用，并进行了展望。 2.微波辅助萃取技术简介 2.1 微波辅助萃取的特点 与其他萃取技术（如索氏萃取、超声萃取、加速溶剂萃取等）相比，微波辅助萃取技术具有加热均匀、快速高效、易于控制、选择性好、回收率高等优点，被誉为“绿色提取工艺”。 2.2 微波辅助萃取的分类 根据萃取罐的类型，微波萃取体系可分为开罐式微波萃取体系与密闭型微波萃取体系两个大类。根据微波作用于萃取体系的方式，亦可分为发散式微波萃取体系与聚焦式微波萃取体系两个大类。 2.3 微波辅助萃取的影响因素 微波萃取技术的影响因素众多，主要有萃取溶剂、萃取温度、萃取时间、溶液pH值等。 3.微波辅助萃取在体内药物分析中的应用 3.1 体内毒品成分分析 孙洪峰［2］等人建立了人体血液中甲基苯丙胺的微波萃取-气相色谱测定方法。考察了各因素对萃取率的影响，并与液-液萃取法进行比较。结果表明，在相同条件下，微波萃取率高于液-液萃取。血液中甲基苯丙胺的最佳提取条件为：调节血样pH为13，以乙酸乙酯为萃取溶剂于30℃下微波提取8min。在此条件下平均萃取率达到81.4%，相对标准偏差为6.4%(n=5)，对血液中甲基苯丙胺的最低检测限为220μg/L。 王继芬［3］等人建立了人体血液中3，4-亚甲二氧基苯丙胺(MDA)、3，4-亚甲二氧基甲基苯丙胺(MDMA)的微波萃取-气相色谱测定方法。研究确定了血液中MDA、MDMA的最佳提取条件，即调节血样pH=13，以乙酸乙酯为萃取溶剂，于30℃下微波提取10min。测定的MDA、MDMA平均萃取率分别达96.7%和101.7%，相对标准偏差分别为4.8%和5.3%(n=5)，经检测，2种药物和基体得到了很好的分离，对血液中MDA、MDMA的检出限为5×10-8g/mL。 王小波［4］等人建立了血液中可卡因（cocaine，COC）及其代谢物爱冈宁甲基酯（ecgonine methyl ester，EME）的气相色谱-质谱和气相色谱-氢火焰离子化检测方法。该方法采用微波萃取提取血液中的COC和EME，优化并确定了最佳提取条件：以V(氯仿)：V（异丙醇）=9：1混合溶液为提取溶剂，0.05mol/L Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液调节样品溶液的pH至10.0，在40℃下微波萃取6min；经检测，COC和EME的平均回收率分别为79.91%～99.85%，相对标准偏差（RSD）均小于3.10%，检出限（S/N=3）分别为60mg/L和40mg/L。张月琴［5］等人建立了尿液中氯胺酮(Ketamine)的微波萃取-气相色谱(GC)测定方法。研究确定了尿液中Ketamine的最优提取条件，即以4mol/L NaOH溶液调节尿液pH值为12，在50℃的温度下选用4mL的以乙酸乙酯为萃取剂，萃取时间为8min。在此条件下，检出限(S/N=3)为0.2mg/L；日内及日间精密度均小于3%，回收率为79.5%～101.3%。 3.2 体内农药成分分析 应剑波［6-7］等人利用微波萃取、气相色谱质谱联用仪技术，分别研究了血中常见有机磷、氨基甲酸酯以及杀蚕毒素类农药的检验方法。农药经V（丙酮）：V（二氯甲烷）：V（环己烷）=4：3：3的混合溶剂微波辅助萃取，浓缩后经GC/MS测定，各类农药的回收率为63%～96.8%，检出限较低，且线性关系良好。该方法操作简便、机械化程度高、处理批量大、重现性好、空白干扰小，可用于医疗、卫生、法庭科学实际案例的药物毒物筛选。 4.结束语 近年来，微波辅助萃取技术正朝着自动化、联用化的方向发展，作为一种新兴的样品前处理技术，由于其不可替代的种种优势，未来必将在体内药物分析领域发挥更加重要的作用。 【参考文献】 [1] K Ganzler，A Salgó，K Valkó Microwave Extraction : A Novel Sample Preparation Method for Chromatography 《Journal of Chromatography A》,?1987,?371:299-306. [2] 孙洪锋，谷学新，王继芬等.微波萃取-气相色谱法测定血液中的甲基苯丙胺《色谱》2007,?25(04):590-593. [3]王继芬，孙洪峰，叶能胜等.微波萃取-气相色谱法测定血液中的MDA和MDMA《应用化学》,2009,?26(01):0-0. [4]王小波，叶能胜，王继芬等微波萃取-气相色谱法测定血液中的可卡因及其代谢物爱冈宁甲基酯《色谱》2010,?28(7):673-676. [5]张月琴，叶能胜，谷学新等.微波辅助萃取-气相色谱法测定尿液中的氯胺酮《分析化学》,2009(2):311-311. [6]应剑波，徐洁蕾，谢伟宏等.微波萃取和PTV-GC/MS/MS结合分析血中常见有机磷农药《中国法医学杂志》,2008,23(06):403-405.
电化学分析法(最全)汇总
电化学分析法 [日期：2011-06-24] 来源：作者：[字体：大中小] 电化学分析法（electroanalytical chemistry）是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分，根据被测组分的电化学性质，通过测量某种电参量来求得分析结果的。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。 电化学分析法与其他分析方法相比，所需仪器简单，有很高的灵敏度和准确度，分析速度快，特别是测定过程的电信号，易与计算机联用，可实现自动化或连续分析。目前，电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。 第一节电势分析法 电势分析法是一种电化学分析方法，它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差)，以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。 直接电势法是根据测量原电池的电动势，直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来，由于离子选择性电极的迅速发展，各种类型的离子选择性电极相继出现，应用它作为指示电极进行电势分析，具有简便、快速和灵敏的特点，特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此，直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。 电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确，但操作相对麻烦，并且需要仪器，所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂，或者待测液混浊、有色，不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。 基本原理 在电势分析法中，构成原电池的两个电极，其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化，称为指示电极；而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响，具有恒定的数值，称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池，通过测量原电池的电动势，即可求得被测离子的活度(或浓度)。 例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M，根据能斯特公式，其电极电势可表示为：
微波萃取的原理
微波萃取技术 地点:微朗科技微波实验室 单位:株洲市微朗科技有限公司 时间:2013-08-23 声明:本研究成果归株洲市微朗科技有限公司所有,仿冒必究. 微波萃取技术是食品和中药有效成分提取的一项新技术。世界上微波技术应用于有机化合物萃取的第一篇文章发表于1986年，国外有专家发现将样品放置于普通家用微波炉里只需短短的几分钟就可萃取传统加热需要几个小时甚至十几个小时的目标物质。通过十几年来的努力和发展，微波萃取技术现已应用到香料、调味品、生物制品、天然色素、茶叶、中草药、化妆品和土壤分析等领域。 1、微波萃取原理 微波萃取是高频电磁波穿透萃取媒质，到达被萃取物料的内部，微波能迅速转化为热能使细胞内部温度快速上升，当细胞内部压力超过细胞壁承受能力，细胞破裂，细胞内有效成分自由流出，在较低的温度下溶解于萃取媒质再通过进一步过滤和分离，便获得萃取物料。在微波辐射作用下被萃取物料成分加速向萃取溶剂界面扩散，从而使萃取速率提高数倍，同时还降低了萃取温度，最大限度保证萃取的质量。
2、微波萃取优点 传统热萃取是以热传导、热辐射等方式由外向里进行，而微波萃取是微波瞬间穿透物料里外同时加热进行萃取。传统热萃取相比，微波萃取的主要优点是： a、质量高，可有效地保护食品、药品以及其他化工物料中的功能成分； b、纯度高、萃取率高； c、对萃取物具有高选择性； d、速度快、省时，可节省50％-90％以上的时间； e、溶剂用量少（可较常规方法少50％-90％以上）； f、安全、节能，无污染，生产设备较简单，节省投资。 3、微波萃取与其它萃取方法的比较 微波萃取效率高、纯度高、能耗小、操作费用低，符合环境保护要求。可广泛用于中草药、香料、保健食品、食品、化妆品、茶饮料、调味料、果胶、高粘度壳聚糖等行业。目前在我国微波萃取已经用于多项中草药的浸取生产线之中，如葛根、茶叶、银杏等。微波萃取已列为我国二十一世纪食品加工和中药制药现代化推广技术之一。某中药研究机构的科研工作者，已经用微波萃取方法处理上百种中药。无论是萃取速度、萃取效率还是萃取质量均比常规工艺优越得多。微波萃取技术与现有其他的萃取技术相比有明显的优势。化学溶剂萃取法耗能大，耗材多，耗时长，提取效率低，工业污染量大。超临界流体提取在提取效率上大有提高，但所需装备复杂，溶剂选择范围窄，要高压力容器和高压泵，建立大规模提取生产线难度大，成本高。
微波萃取原理及应用
微波萃取原理及应用 (2002-07-1 L.Jassie,R.Revesz,T.Kidrstead,E.Hasty, and S.Matz 本章介绍微波辅助溶剂的提取方法，综述了传统的提取方法和先进的液-固分离。讨论加热的微波理论和溶剂的相容性，重点讨论微波提取技术的特性以Soxhlet，超声处理，回流和振荡提取方法的差异。先进的微波提取方法对安全性问题给予特别的关注。讨论了微波辅助提取在天然物，塑料和多聚物，土壤和沉积物的环境污染中的应用。本章还对这一技术未来的发展方向作了展望。 古时候，化学家就致力于将一种物质从另一种物质中提取出来。将珍稀金属从岩石中提炼出来，或从天然物如树皮中抽取没药或乳香，而古代的文明技实现这些提取还缺少办法。即使在今天，混合物中的组分分离依然是一件费力费时的工作。分离科学研究溶液和均相液体中的各种物质，它们因大小，电荷似性和相异性等物理性质分配在其他物质中。我们可以任意的从分离科学中借用词汇和操作概念，不过这里仅讨论固-液分离，并且重点在于通过将物质或相似的物质，溶质溶解到亲和溶剂中从而将其从固态物质或基质中分离出来的方法。 固体中提取液体的传统方法 统的固-液分离方法具有可比较的共同特征。本节简要描述对这一技术比较重要的化学、物理反应，重点讨论各种方法的有关参数，使其优化以提高提取效率传统的溶剂提取可看作溶质从一个相到另一个相的相转移，如液-液提取中从水相进入有机相，或者是从固体到液体溶液的相转移。脱吸是一种物质从固移到溶液中。又如，分析物如多环芳香烃(PAHs)从稀释的水溶液中吸收到土壤颗粒上，吸收取决于它们在固液相之间的分配（1）： Kd = Cs/Cw (1) 里，Kd是分配系数，Cs是样品如PAH在固相中的浓度，Cw是样品在液体中的浓度，并假设吸附等温线是线形的。改变液相浓度Cw，需要新的Kd值以用于分析。基于液体溶液中辛醇和水的亲和性的分配系数Kp或Kd可用来表示分析物在溶剂中的溶和能力。也就是说，Kp越大，溶剂越能积累目标分析物。 xhlet提取 xhlet提取一般用于固-液比为1:10-1:50的范围.这样的溶剂比能使溶解度很小的分析物溶解.此法的问题是,即使在最适的溶解条件下,溶剂与溶质匹配很,目标分析物也可能不会脱吸.压缩,铣刨等物理问题,颗粒体积变化以及最佳溶剂也无法与紧密结合溶质(2)竞争限制了溶剂提取的效率. 良好的Soxhlet溶剂应为低沸点液体,在分析物回收时易于蒸发.由于Soxhlet系统处于大气压下,因此提取溶液的热能常低于溶剂沸点.在这一水平下,缺温度得到的重要的速率优势.所以,这种开口气压提取需要16-20小时才能合符要求的溶质回收水平.蒸馏时浸沥基质的纯溶剂由于被冷却水冷凝器冷却,其稍低于沸点,这也是不足之处.当然无论如何,溶质或目标分析物总是暴露在纯净的溶剂中.虽然长时间的提取需要经常除掉溶剂,但自动化操作仍然使 xhlet提取更有用. 自动化快速Soxhlet设备(3)使提取时间减少到1-2小时.Soxtec设备带一个套管,提取的一半时间里,样品浸入沸腾的溶剂里,剩余的30-60分钟内,提取与传统的Soxhlet技术类似.提取时间减少近90%.基质-溶剂比与普通Soxhlet比相似,但样品大小和溶剂量要低些. 动与振荡 合混合,振荡和滚动,可使提取方法简便,有效,但费时并且不够精确.样品-溶剂比与Soxhlet比类似,提取通常需过夜并且常在室温下进行.有时,振荡可在加平台上进行.因为没有压力积累,所以温度很少高于室温.虽然样品处理减少,但本方法所需时间与Soxhlet方法大致相等. 声处理 声处理是一种利用超声波将目的分析物从基质中分离出来的提取方法.喇叭形声波探针于脉冲功率为400-600W时在样品溶剂容器中操作.为便于声波的传递一溶剂容器可置于温水浴中,不过这些提取的效率要低些.超声处理在某些情况下快速,高效,因为气蚀可提高颗粒表面温度,即使整体加热很小时,也能形成高温(4).温度的影响以及振动力和扭矩力使得提取时间从几分钟到数小时.由于一次只能处理一个样品,因此即使提取的速度很快,样品的输出量也很低;同度也较低.样品量通常为30g,溶剂总体积为150-300mL.土壤样品量取决于污染程度,可少至2g,溶剂10-30mL(5),尤其在筛选的情况下.
微波辅助萃取
微波萃取技术 微波萃取，即微波辅助萃取(MAE)，是根据不同物质吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中，达到提取的目的。 1. 微波萃取的机理 微波是一种频率在300MHZ至300GHZ之间的电磁波，它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特性。常用的微波频率为2450MHZ。微波加热是利用被加热物质的极性分子(如H2O、CH2Cl2等)在微波电磁场中快速转向及定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦而发热。传统加热法的热传递公式为：热源→器皿→样品，因而能量传递效率受到了制约。微波加热则是能量直接作用于被加热物质，其模式为：热源→样品→器皿。空气及容器对微波基本上不吸收和反射，这从根本上保证了能量的快速传导和充分利用。 2. 微波萃取的特点 2.1体现在微波的选择性，因其对极性分子的选择性加热从而对其选择性的溶出。 2.2MAE大大降低了萃取时间，提高了萃取速度，传统方法需要几小时至十几小时，超声提取法也需半小时到一小时，微波提取只需几秒到几分钟，提取速率提高了几十至几百倍，甚至几千倍。 2.3微波萃取由于受溶剂亲和力的限制较小，可供选择的溶剂较多，同时减少了溶剂的用量。另外，微波提取如果用于大生产，则安全可
靠，无污染，属于绿色工程，生产线组成简单，并可节省投资。 3.注意事项 微波萃取一般适用于热稳定性的物质，对热敏性物质，微波加热易导致它们变性或失活；要求物料有良好的吸水性，否则细胞难以吸收足够的微波能将自身击破，产物也就难以释放出来；微波提取对组分的选择性差。
微波萃取技术
微波萃取技术 节选自：郭振库金钦汉《微波萃取技术》 （吉林大学化学系，长春，130023） 摘要：微波萃取技术在有机污染物和有害金属分离的研究和应用方面出现了令人鼓舞的进展。微波萃取方法具有方便、快速、试剂消耗低、回收率高和可用水作萃取溶剂的优点。本综述介绍了微波萃取技术的原理、方法、设备和应用研究现状。 关键词：微波萃取技术设备方法综述 一、概述 现在，绝大多数的分析样品需要使用原子吸收光谱仪（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）、气/液相色谱仪（GC/LC）、质谱仪、分子光谱仪等进行其中成分或元素的测定。这些检测仪器一般都需用均匀液体样品，因此需要对原始样品进行消解、萃取、抽提或分离，然后才可能用上述仪器加以测定。目前，常规样品萃取方法有分液漏斗法、超声萃取法或Soxhlet（索氏）提取法。这些萃取法一般要用几小时或一天的时间，有些样品所需的萃取时间更长。这些常规前处理方法不仅制样时间长，试剂用量大并对环境造成一定程度的污染，而且准确性和精密性已经不适应现代快速测定的要求。此外，常规前处理方法长的制样时间，不能满足需要确定样品有效成分组成和结构的分析研究要求。 自Ganzler等人[1]报导用微波加热促进溶剂萃取污染土壤中的有机化合物以来，分析样品的微波萃取法由于萃取时间短、选择性好、回收率高、试剂用量少、污染低、可用水作萃取剂[2]的优点和可自动控制制样条件等而得到了分析工作人员的认同[3]，因而在设备研究、应用开发、机理探讨方面均有可喜的研究报导。虽然微波萃取土壤中的有机污染化合物已有标准方法EPA3546[4]，但就目前而言，微波萃取的应用对象还比较少，与微波消解技术相比，微波萃取技术及其应用研究工作还处于最初的阶段[5]，微波萃取法还是一种相对年轻的样品处理方法[6]。要使微波萃取法成为一个分析样品制备的常规方法，还需要做更多的技术研究和应用研究工作。粮食、蔬菜、水果、茶叶、咖啡豆、中药、化妆品和乳制品是日常生活中的必需品，这些商品的品质和有害物质检验，样品数量多，要求快速测定，这是微波萃取技术最有应用前景的领域。微波萃取设备与分析测定仪器的成功连用实现在线萃取，将使这种技术获得更为广阔的应用。本文介绍了微波萃取技术及其方法的机理和特点，并对近十多年来国内外微波萃取应用研究进展作一综述。 二、微波萃取方法的原理和特点 根据物质与微波作用的特点，可把物质大致分为三种类型，即吸收微波、反射微波和透过微波的三种物质。简而言之，吸收微波的物质是可以把微波转化为热能的物质，如水、乙醇、酸、碱和盐类，这些物质吸收微波后，自身温度升高，并使共存的其他物质一起受热。透过微波的物质是很少吸收微波能的物质，从分子结构特性上讲是一些非极性物质，如烷烃、聚乙烯等，微波穿过这些物质时，其能量几乎没有损失。反射微波的物质是金属类物质，微波接触到这些物质时发生反射，根据一定的几何形状，这些物质可把微波传输、聚焦或限制在一定的范围内。 根据微波与物质的作用，微波帮助萃取的高效性主要来自于三个方面： 1．微波与被分离物质的直接作用。由于微波具有穿透能力，因而可以直接与样品中有关物质分子或分子中的某个基团作用，被微波作用的分子或基团，很快与整个样品基体或其大分子上的周围环境分离开，从而使分离速度加快并提高萃取率。这种微波与被分离物质的特殊作用，可以称为微波的激活作用。Haswell和Howarth对固相分离过程中非热微波效应的研究，证明了微波在萃取分离中存在着这种特殊作用[7]。
电化学分析【电化学方法总结】
电化学分析【电化学方法总结】 循环伏安法 1 定义：循环伏安法(Cyclic Voltammetry) 以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，使电极上能交替发生还原反应和氧化反应，记录电流- 电势曲线。 单圈扫描：电位在初始电位维持一段平衡（静置）时间后，开始匀速变化（扫描速度为v=dE/dt），扫描到第1个换向电位后，某些仪器可维持在第1个换向电位一段时间，然后电位反向扫描到第2个换向电位，某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间，然后再扫描到最终电位）。 多圈扫描：在初始电位起扫后，在第1、2个换向电位之间循环扫描多圈，最后扫描到最终电位。 2 特点：
Ⅰ：激励信号：施加的电压为三角波电压，双向扫描，分为氧化过程和还原过程，氧化态电势高，还原态电势低。 Ⅱ：参数设置：两个可调参数为电位范围和扫描速度。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位，起始电位不应破坏溶液的初始条件；若起始电位与溶液初始条件不一致，则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。 Ⅲ：实验条件：进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态，若搅拌则记录的图中不会出现峰，相反呈S 型。 3 所得： Ⅰ：判断电极反应的可逆程度，依据为峰电流比及峰电势差，对于可逆体系：i pa /i pc ≈1；E pa /E pc ≈2.3RT/nF。 Ⅱ：判断电极表面的修饰情况，峰电流大说明电极传递电子能力较强。但这只能定性判断，实际循环伏安图中，存在充电电流的影响，因此CV 峰电流测量不太容易精确。
Ⅲ：判断其控制步骤和反应机理，若i p ∝v ，则此过程为表面控制，发生在电极表面；若i p ∝v 1/2，则此过程为扩散控制，发生在溶液中。 循环伏安法可作用于可逆的电极过程，也可作用于不可逆或准可 逆的电极过程以及各种伴随航行反应的过程，不同的电极过程分别阳极峰电势E pa 和阴极峰电势E pc ，并给出峰电位差△E p 和峰电 流之比。对于可逆波，E pc =E1/2-1.109RT/nF E pa =E1/2+1.109RT/nF △ Ep=2.219RT/nF=58/n mV(25℃) 4. 应用： 循环伏安法最为重要的应用是定性表征伴随氧化还原反应的前行 或后行化学反应。这些化学反应的发生直接影响了电活性组分的表面浓度，出现在许多重要的有机和无机化合物的氧化还原过程中。循环伏安法也能够用于评价电活性化合物的界面行为。基于峰电流的测定，循环伏安法也可应用于定量分析，需要适当的方法确定基线。扣除背景的循环伏安可用于测定较低浓度的物质。
微波辅助提取技术
微波辅助提取技术 生命与科学学院食品科学专业柳佳齐201207033 一微波提取技术的基本原理 微波是指频率在300兆赫至300千兆赫的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。 微波提取全称应是微波辅助提取技术。微波辅助提取又称微波萃取，是颇具发展潜力的一种新的萃取技术，是微波和传统的溶剂提取法相结合而成的一种提取方法。依据溶剂极性不同，它可以透过溶剂，使物料直接被加热，其热量传递和质量传递是一致的。 微波萃取的机理可从以下3个方面来分析：①微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质到达物料内部的微管束和腺胞系统的过程。由于吸收了微波能，细胞内部的温度将迅速上升，从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力，结果细胞破裂，其内的有效成分自由流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质中。通过进一步的过滤和分离，即可获得所需的萃取物。②微波所产生的电磁场可加速被萃取组分的分子由固体内部向固液界面扩散的速率。例如，以水作溶剂时，在微波场的作用下，水分子由高速转动状态转变为激发态，这是一种高能量的不稳定状态。此时水分子或者汽化以加强萃取组分的驱动力，或者释放出自身多余的能量回到基态，所释放出的能量将传递给其他物质的分子，以加速其热运动，从而缩短萃取组分的分子由固体内部扩散至固液界面的时间，结果使萃取速率提高数倍，并能降低萃取温度，最大限度地保证萃取物的质量。③由于微波的频率与分子转动的频率相关连，因此微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分子运动的非离子化辐射能，当它作用于分子时，可促进分子的转动运动，若分子具有一定的极性，即可在微波场的作用下产生瞬时极化，并以24．5亿次/s的速度作极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞，并迅速生成大量的热能，促使细胞破裂，使细胞液溢出并扩散至溶剂中。在微波萃取中，吸收微波能力的差异可使基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使被萃取物质从基体或体系中分离，进入到具有较小介电常数、微波吸收能力相对较差的萃取溶剂中。 二微波萃取的工艺流程 微波提取与常规提取工艺近似，仅在实施提取的关键点上有自身特点，其工艺流程：选料→清洗→粉碎→浸泡→微波提取→分离→浓缩→干燥→粉化→成品。其操作一般包括以下几步：（1）将物料切碎，使之更充分地吸收微波能；（2）将物料与适宜的萃取剂混合，置于微波设备中，接受辐照（关键性的一步）；（3）从萃取相中分离除去残渣。 在实际操作中，将切碎的干药材在溶剂中浸泡适当时间（一般为0.5～1.5 h），再进入微波提取这一步非常重要。因为经浸润后的物料，内部溶剂量增加，利于更好地吸收微波能，达到升温与细胞破壁的目的。也可使提取时间缩短，节约能源。 三微波提取设备 微波提取的设备主要分两类：一类是微波提取罐，另一类为连续微波提取线。两者主要区别：提取罐是分批处理物料，类似常规的多功能提取罐；连续微波提取线是以连续方式工作的提取设备。具体参数一般由设备生产厂根据使用厂家的要求设计。