摘要：科学技术的发展，分析化学中的新型萃取技术的发展趋势为：(1)开发多种萃取技术或其他分离策略与萃取技术联用；(2)研究萃取技术的影响因素，完善分离机理；(3)加强工艺生产研发，将萃取技术从实验室放大为工业生产，降低生产成本。科学技术的不断发展，原有的萃取技术也将完善，新的萃取技术将会诞生满足生产要求。
关键词：溶剂萃取；技术
：A
在远古时代人们就开始使用溶剂萃取技术进行金属和中草药的提取，经过几千年的发展，丛集萃取技术已经有了很大的进步，并应用与多个领域。
1 超临界流体萃取
超临界流体萃取是以超临界条件下的气体作为萃取剂从液体或固体中萃取出有效成分并对其进行分离的技术。萃取过程是调节萃取温度和萃取压力来制约溶质的亲和性获得纯度较高的有效成分从而实现萃取目的。超临界流体萃取过程选择适宜萃取剂如CO2，可在较低温度或无氧环境下进行操作，分离或精制热敏性物质和易氧化物质。该策略的优点是大多数超临界流体相对惰性、纯净、无毒，处理完后不留下任何残留物且萃取温度相对安全。超临界流体萃取技术主要用于处理固体样品，特别适合于烃类及非极性脂溶化合物的萃取，广泛应用于环境、食品、药物、生物、高分子甚至无机物等方面的萃取。
目前研究者多超声场、电场技术等强化超临界萃取过程，从而弥补其不足。超声强化超临界CO2萃取技术是在超临界CO2萃取的同时附加超声场，降低萃取压力、萃取温度、缩短萃取时间、提高萃取率。
2 双水相萃取
双水相萃取是利用的原理是生物高分子在两液层中分配系数不同。当溶质A 和溶质B 组成双水相时， 轻液层( 上层) 中溶质A 的浓度较高， 重液层( 下层) 中的溶质B 的浓度较高。这样， 轻液层与重液层相比， 前者便更疏水性的环境。因此， 由亲水基和疏水基所组成的生物高分子在双水相层中便一定的分配关系。可供形成双水相的溶质有， 如形成溶质A 的有聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇等； 形成溶质B 的有葡聚糖、DEAE 葡聚糖及盐等。然后用超滤、色层分离及离心等技术分离出生物高分子双水相萃取是生物活性物质的提取产生与发展的。由于蛋白质、酶、核酸、各种细胞器和细胞在有机溶剂中容易失活， 且大蛋白质分子有很强的亲水性， 不能溶于有机溶剂， 而双水相中两相的水分均占85% - 95%。成相的高聚物与无机盐一般都与生物相容， 生物活性物质或细胞在这种环境不仅不会失活， 而且还会提高它们的稳定性。双水相萃取体系还具有以下优点: ( 1) 分相时间短， 一般只有5- 15min； ( 2) 生产力高， 被萃物的分配系数一般大于3， 有较高的收率； ( 3) 大量杂质能够与固体物质一起去掉， 可直接从含有菌体的发酵液和培养液中提取所需的生物物质， 还能不经破碎直接提取细胞内的有效成分， 可省去1- 2 个分离步骤，降低投资成本。因此， 双水相萃取体系正越来越多地被应用于生物技术领域。但双水相萃取装置开发缓慢， 目前尚处于起步阶段。
3膜萃取
从膜萃取的传质过程可以看出， 该过程不存在液滴的分散与聚合过程， 没有相分散行为发生， 从而使得该过程有着一些特殊的优势。
膜萃取技术自20 世纪80 年代问世以来， 围绕传质机理、数学模型、两相渗透、膜的溶胀、膜萃取过程中膜器结构放大及操作条件优化等方面进行研究， 已取得了阶段性成果。目前， 已广泛应用于食品、医药、工业废水处理及生物技术工业等方面。膜萃取是一种新型的高效分离技术， 有许多特殊的优势。然而由于有机溶剂的作用， 常使膜发生溶胀， 从而严重影响其传质效率。因此， 开发能耐溶胀的膜材料及强化膜的传质是实现膜萃取工业化的关键，膜器结构的放大和操作条件优化也是膜萃取研究的热点。
4 液膜萃取
液膜萃取主要是指乳状液膜萃取， 乳状液膜是一种双重乳状体系， 将不相溶的有机相和反萃相搅拌制成乳状液， 然后将这种乳状液分散到萃取料液中， 萃取料液可称为第三相， 也可叫外相，乳状液滴包裹的反萃相为内相， 外相与内相之间的膜相即是液膜。液膜的一侧是待分离的料液， 另一侧是反萃液。料液中的溶质被萃入液膜， 然后再从液膜反萃到反萃液中。因此， 液膜分离过程实际上是萃取与反萃取同时进行的过程。由于液膜的厚度只有人工固体薄膜的十分之一， 其传质速率极高， 甚至可以实现从低浓度向高浓度的传质。液膜分离技术使分离过程所的级数明显减少，而且大大节省萃取试剂的消耗量。
目前， 液膜分离技术在湿法冶金、石油化工、环境保护、气体分离及生物医学等领域中的应用已日益受到人们的。但液膜萃取过程中不同相之间可能存在的相互渗透， 大面积支撑液膜的形成与支撑液体的流失等理由解决。液膜稳定性和破乳技术， 仍然是制约液膜技术工业化的关键因素。因而， 液膜萃取技术的应用研究大多仍停留在实验室阶段， 要达到大规模工业应用水平还需作大量工作。
5 固相微萃取
固相微萃取是将涂有高分子固相液膜的石英纤维直接插入试样溶液或气样中，也可以停放在溶液上方，是根据“相似相溶”原理选用具有不同涂层材料的纤维萃取头，使分析物在涂层和样品中达到分配平衡来实现采样、萃取和浓缩的目的，是一种无溶剂的样品前处理技术。该策略的主要优点有不用或少用溶剂、操作简便、灵敏度高、易于自动化以及同其他技术在线联用等，如美国的Supelco公司将固相微萃取与GC、HPLC等仪器连用，有效地分析样品中痕量有机物；但是该策略回收率低、不同批次萃取的性差、容易造成交叉污染、设备昂贵。
固相微萃取技术是近年在固相萃取技术的基础上发展起来的一种样品分析预处理的新策略，它基于气固吸附、液固吸附平衡的原理， 利用待测物对活性固体表面有一定的吸附亲和力而达到分离富集的目的。它的操作方式有直接固相微萃取法和顶空固相微萃取法2 种。
固相微萃取在环境样品预处理、临床和法医样品分析、食品样品分析以及从土壤、水、含气、含水样品中有效萃取挥发性有机化合物、半挥发性有机化合物等方面应用广泛。其策略、理论、新联用装置和新涂层材料的发展和开发， 该技术将有更为广阔的应用前景。
6 液相微萃取
液相微萃取分为多种，包括中空纤维液相微萃取、顶空液相微萃取及连续流动液相微萃取等，使用时可根据不同的基质选取不同的萃取方式，能实现较高回收率和富集倍数。该策略在环境分析、药物分析和食品分析等诸多领域广泛应用。
Rezaee等在2006年率先提出分散液液微萃取技术，具体操作策略是在样品溶液中加入数十微升萃取剂和适量分散剂，轻轻振荡混合液使其形成水/分散剂/萃取剂的乳浊液体系，再经过离心分层，用微量进样器取出萃取剂直接进样分析。但该策略的缺点是多需使用毒性较大的卤代烃做萃取剂，萃取剂沉降于试管底部不易取出。所以，该策略不适用于复杂基质样品。
7 预分散萃取
预分散萃取( Predisposed Solv ent Ex t ract ion，简称PDSE) 是将萃取剂及溶剂制备成分散的微小颗粒) ) ) 水包油结构的胶状液沫( Collo idLiquid Aphron， 简称CLA) 和与CLA 电性相反的胶状气沫( Col loid Gas Aphron， 简称CGA) 。在预分散溶剂萃取过程中， 将预先稀释的CLA 加入母液中。CLA 在母液中上浮， 在此过程中传质， 溶质在CLA 油相中富集。CLA 很小， 其上浮速率很慢，分离过程较难实现。萃取一定时间后通入CGA， 这时CLA 依靠电性吸附在CGA 上以较快的速率上浮， 同时达到萃取平衡， 并逸至液面， CGA 和CLA聚并成油相， 实现油水分离。
各种研究结果表明， 预分散萃取与传统萃取技术相比有如下优点: ( 1) 两相分层快， CGA 只需2- 5 min 便可以将CLA 从水相中负载出来， 而对于生物体系的传统萃取来说较困难； (2) 操作相比小， 可在1/ 500 - 1/1 000的低相比条件下操作； (3) 萃取效率高， 是相同条件下传统萃取的5- 10 倍， 可以大大减少溶剂用量； ( 4) 油相膜与料液隔开， 减少了料液的二次污染。预分散溶剂萃取技术应用于分离发酵产物时， 强化了过程的传质， 使发酵、萃取一体化可能， 减少产物对发酵过程的抑制作用， 提高发酵产物的产率和收率。
结语
上述的液相微萃取、双水相萃取、液膜萃取等新型萃取技术广泛应用于冶金工业、石油化学、医学、食品科学等方面，发展和应用前景广阔。但预分散溶剂萃取等一些新型萃取技术还处于实验研发阶段或使用具有局限性，大规模的应用还有待于的开发。
参考文献：
[1]胡庆兰,郑平,华丽.固相微萃取及其在生物样品分析中的应用[J].湖北第二师范学院学报,2012,29(2):15-18.
浅析化学中溶剂萃取技术
更新时间：2024-02-23
作者：用户投稿
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