超声波提取的原理

超声波提取的原理

超声波（频率介于20kHz~1MHz）是一种机械波，需要能量载体——介质来进行传播。

超声波提取的原理是利用超声波具有的空化效应、机械效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取样品的化学成分。下面以中药材为例说明:

（1）空化效应：通常介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。

（2）机械效应：超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传播，这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，植物蛋白质变性;同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生摩擦，这种摩擦力可以使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快的溶解于溶剂之中。

（3）热效应：和其它物理波一样，超声波在介质中的传播过积是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在介质的传播过程中，其声音不断被介质的质点吸收，介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能，从而导致介质本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。