超声波提取技术在制药工业中应用广泛,是利用超声波辅助溶剂进行提取。声波产生的高速强空化效应和搅拌效应会破坏药用植物细胞,使溶剂渗透到药用植物细胞中。
与传统提取技术相比,超声提取技术具有以下特点。超声提取技术可提高提取成分的得率,缩短提取时间。笔者了解到,超声波提取技术几乎可以提取出所需要的成分,且提取液中有效成分含量较高,有利于进一步的制备和分离。
其次,超声波提取技术在提取过程中不需要加热,可以应用于低温组分的提取。这样既可以节约资源,又可以避免加热时间过长,会损坏材料中的热敏性成分,从而影响提取成分的质量。
第三,超声波提取技术操作简单,工艺不复杂。据专家介绍,该技术提高了生产速度,降低了生产成本,提高了企业的经济效益,是一种新的提取分离制备方法,改进了繁琐的传统提取工艺。
由于以上特点,超声波提取技术在制药工业中得到了广泛的应用。以中药提取为例,专家认为,超声波提取中药的优势是基于超声波的特殊物理性质。压电换能器产生的快速机械振动波主要用于减小目标提取液与样品基体之间的力,从而实现固液分离。
主要介绍了介质质点加速运动和空化两个方面。当介质粒子运动加速,即超声频率大于20KHz的超声波在连续介质中传播时,根据惠更斯波理论,其传播的波前会引起介质粒子的运动(包括药材重要有效成分的运动),使介质粒子的运动获得巨大的加速度和动能。
在利用空化过程中,超声波在液体介质中传播时会产生一种特殊的“空化效应”。这种效应会不断产生无数的微气孔,内部压力可达数千个大气压,并不断“爆炸”,产生强大的微冲击波,作用于中药材。这时,中药材的成分被轰击而逸出,药材的基部不断被剥蚀,不属于植物结构的药材成分不断被隔离。
事实证明,在超声场作用下,中药材中的药效物质不仅可以作为介质粒子获得自身巨大的加速度和动能,还可以通过“空化效应”获得强大的外力冲击,因此超声波提取技术可以在短时间内有效、充分提取。
此外,超声波提取技术还可以与气相色谱仪、液相色谱仪等分析仪器相结合,主要用于食品品质分析,能客观反映有效成分的真实含量。不仅如此,而且超声波提取和分离技术在提取和分离后,还会在一定的作用下,出现新的物质,这将有助于研究人员发现药物的新成分。
事实上,超声波提取技术的应用有很多,不仅仅局限于上述。例如,它可以用于生物和植物细胞分裂和提取;形态提取BCR元素;低能量状态可以激活细菌;高能级可以杀死活细菌;DNA提取和DNA切割;基因引入;打破植物种子的休眠状态,提高发芽率和早熟。随着这些应用的扩大,超声提取技术将有新的发展。