微波萃取技術(shù)的特殊優(yōu)點(diǎn)使其成為樣品萃取的有力工具,并已被應(yīng)用于土壤、食品、肉類、蔬菜、油脂、蛋類、奶制品、沉積物等樣品以萃取多環(huán)芳烴(PAHs)、農(nóng)藥殘留、油脂、芳香油、微量元素及其化合物、有機(jī)金屬化合物、植物中有效成分、有害物質(zhì)、霉菌毒素、礦物中金屬的萃取以及血清中藥物、生物樣品中農(nóng)藥殘留的萃取研究。根據(jù)微波萃取在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用分類如下:
1. 微波萃取農(nóng)藥殘留
一般樣品中的農(nóng)殘含量很低(ppm-ppt),用微波萃取法同等樣品量只需用較少的萃取溶劑(約1/10)即可,實(shí)際上提高了分析方法的靈敏度。但微波萃取不同基體中的農(nóng)藥殘留,需要選用與常規(guī)法不同的萃取溶劑,以使溶劑不僅能較好地吸收微波能,而且可有效地從樣品中把農(nóng)藥殘留成分萃取出來(lái)。研究表明,用異辛烷、正己烷/丙酮、苯/丙酮(2;1)、甲醇/醋酸、甲醇/正己烷、異辛烷/乙腈等作溶劑,在土壤或沉積物有一定濕度的條件下,微波萃取方法僅用3分鐘就可獲得與Soxhlet提取法用6小時(shí)才能取得的相同的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留回收率。有實(shí)驗(yàn)萃取土壤中12種農(nóng)殘(艾氏劑、α-六六六,β-六六六、4,4’-DDT,狄氏劑,硫丹I、硫丹II、異狄氏劑、七氯、環(huán)氧七氯、七氯苯、七氯環(huán)戊二烯)的回收率結(jié)果與常規(guī)EPA方法進(jìn)行對(duì)照,結(jié)果表明微波萃取10分鐘的回收率和精密度均好于EPA規(guī)定的索氏法。已應(yīng)用過(guò)微波法萃取農(nóng)藥殘留的其他樣品有肉類、雞蛋和奶制品,土壤、砂子、吸塵器所得灰塵、水和沉積物,豬油,蔬菜(甜菜、黃瓜、萵苣、辣椒和西紅柿),大蒜和洋蔥。
2.有機(jī)污染物得微波萃取
土壤、河泥、海洋沉積物、環(huán)境灰塵以及水中的有機(jī)污染物一般指高聚物、多環(huán)芳烴、氯化物、苯、除草劑、潤(rùn)滑油和酚類等。微波萃取不同基體中有機(jī)污染物的優(yōu)點(diǎn)是只需用常規(guī)萃取方法十分之一的溶劑,約5-20分鐘萃取時(shí)間即可。應(yīng)用到土壤樣品中多環(huán)芳烴,酚類化合物,河泥、海洋沉積物、環(huán)境灰塵中有機(jī)污染物,水中的多氯聯(lián)苯和其他有機(jī)污染物。土壤中的烷烴、多環(huán)芳烴和除草劑,水,沉積物和生物組織中的多環(huán)芳烴都已用過(guò)這種方法。
3.金屬及其化合物的微波萃取
土壤、河泥、沉積物、海洋生物河一些植物樣品中重金屬元素及有毒元素(如錫、汞、鉛、鋅、砷、銻等)都是需要經(jīng)常檢測(cè)的項(xiàng)目。微波萃取方法富集和分離出這些元素或其化合物,不僅試劑消耗少,制樣快,而且檢測(cè)靈敏度高。影響微波萃取不同基體中金屬及其化合物的主要因素為萃取溫度、溶劑中酸的量、萃取時(shí)間和溶劑(甲苯)量。微波幫助萃取土壤、海洋沉積物、礦物和礦渣中的金屬元素或其化合物,然后用發(fā)射光譜或質(zhì)譜儀器等進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果令人滿意。有研究用4種不同的溶劑,異辛烷、甲醇、去離子水和人造海水,在不同的微波功率下,考察了丁基和苯基錫衍生物的穩(wěn)定性和萃取回收率,如沉積物中的BuSnCl3(MBT),Bu2SnCl2(DBT),Bu3SnCl(TBT),PhSnCl3(MPT),Ph2SnCl2(DPT),Ph3SnCl(TPT)和Ph2SnCl(TP2T)。其研究表明,微波幫助萃取復(fù)雜基體中的有機(jī)金屬化合物,不僅方法可行,費(fèi)用低,而且整個(gè)分析測(cè)試所需時(shí)間可顯著縮短到原來(lái)的約二十至二百分之一。不同基體中元素的微波萃取研究,在海洋生物中甲基汞和砷,生物和植物樣品中銅、鎂、鋅和鉛,河泥中有機(jī)砷、有機(jī)錫河重金屬元素(Cu,Cr,Ni,Pb和Zn),土壤中的汞、鉛、鋅和銅,煤中砷和硒。
4.植物中有效成分的萃取
天然植物中有效成分的萃取是化學(xué)研究的重要內(nèi)容,這方面微波萃取法也顯示了獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),已見(jiàn)于文獻(xiàn)的研究報(bào)告有:迷迭香和薄荷中含有迷迭香或薄荷油混合物的提取,蔬菜類植物中吡咯雙烷基生物堿,不同植物中的嘧啶糖甙、棉子酚和生物堿的提取,糧食和牛奶中維生素B的提取,植物中的香精香料,中藥中的重樓皂甙的提取。這些研究表明微波法明顯的優(yōu)點(diǎn)是顯著降低了萃取時(shí)間和減少了溶劑的消耗。經(jīng)微波處理后的油菜籽、橄欖籽和葡萄籽可以提高出油率,這種用微波加快和提高植物油產(chǎn)率的成套裝置已由加拿大某公司生產(chǎn)和銷售。有研究就微波輻射與γ射線對(duì)提取香精香料中不飽和組分影響的研究表明,在2450MHz的微波中輻射20分鐘,九種香精香料中的不飽和組分沒(méi)有受到影響,但5或10KGY(一種輻射計(jì)量單位)的γ射線破壞了香精香料中的不飽和組分。
5.微波萃取法在臨床上的應(yīng)用
在臨床上,有人用微波選擇性萃取人血或血清中的藥物(鎮(zhèn)靜劑),如Lidocaine,Methadone,Diazepam,Nordiazepan,Propoxyphene,Morpropoxyphene等。這種萃取法已成功地用到了幾個(gè)案例的偵破。從血紅細(xì)胞表面分離抗體的微波萃取法僅需10分鐘,而常規(guī)法需60-90分鐘。微波萃取法也已用到了從血漿中分離及從血清中分離抗原。
6.微波萃取的其他應(yīng)用
除了在前述的幾個(gè)主要方面的應(yīng)用外,微波萃取還被用于蘑菇、土壤、自然污染和人為污染的谷物等中的真菌毒素、脂肪酸和霉變物中有害物質(zhì)的萃取分離。食品中芳香油和游離氨基酸,豬肉中硫胺二甲嘧啶、蛋黃和蛋白中氯霉素藥殘、橡膠配方中加速凝固劑、聚烯烴中穩(wěn)定劑和添加劑、富勒烯油煙中C60和C70的提取等也都采用了微波萃取技術(shù)。
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