行业应用｜安东帕微波萃取技术在食品和环境检测中的应用
2024-08-2367在检测科学与技术领域，萃取作为分离和纯化物质的一种常规方法，其效率与准确性对后续分析的结果有着重要影响。
传统方法如索氏抽提、搅拌、超声等，因存在试剂量大、能耗高、操作复杂、耗时长及重现性差等局限性，已难以满足现代检测技术发展的需求。
而微波萃取技术的引入，则为更快速、更高精度的检测需求提供了良好的保障。
食品检测案例：咖啡中双萜类化合物的提取
咖啡中的双萜类化合物主要包括咖啡醇和咖啡豆醇（见图1），研究表明它们可能具有降低肝癌和结肠癌发生风险的作用。?这种化学预防作用很可能源于未经过滤的咖啡饮品中所含的双萜类成分。
图1：(a)咖啡醇和(b)咖啡豆醇的化学结构
首先，我们选择阿拉比卡咖啡豆中双萜类化合物的含量进行分析，过专业手段从咖啡豆中提取生咖啡油后，再在甲醇中进行皂化处理，以便后续仪器分析。
图2：咖啡醇酯的甲醇分解(与咖啡豆醇酯类似)
安东帕Monowave 450 微波萃取合成仪通过添加搅拌功能优化了油脂提取的条件。
我们运用统计模型(见图3)确定了最佳的温度和时间组合：
图3：阿拉比卡咖啡生咖啡油提取得率的表面响应图
在45°C下加热10分钟，可以实现双萜类化合物的高效提取。
相较于传统索氏提取法需耗时四小时，微波萃取技术显著缩短了提取时间，提升了实验效率。
针对甲醇/碳酸钾的皂化过程，我们同样构建了统计表面响应图(见图4)，发现最佳的温度时间条件为：
温度:
介于80°C至100°C之间
反应时间:
在1分钟至5分钟之内
最佳的反应条件:
在 100 °C 下持续3分钟
图4：生咖啡油甲醇分解双萜酯的表面响应图
在完成了所有条件探索之后，我们就可以使用Multiwave 5000或Monowave系列微波萃取设备进行高效、高通量的脂类提取以及皂化实验操作。
环境检测案例：污泥与土壤中多氯联苯的分析
多氯联苯（PCBs）在环境中的主要分布在沉积物、土壤、大气、水和食物中，由于其化学性质非常稳定，极难分解，容易在环境及生物体内富集，从而对人体的皮肤、牙齿、神经行为、免疫功能、肝脏造成影响，且其具有生殖毒性和致畸性、致癌性。
我们选取污泥和土壤作为主要环境样品，并使用安东帕Multiwave 5000微波反应平台对多氯联苯进行处理分析。
各取样品0.3~0.5g，选择溶剂20 mL环己烷-丙酮,6:4(v / v)，用于污泥萃取，溶剂25 mL正己烷 -丙酮,7:3(v / v), 用于土壤萃取。仪器萃取温度及时间见下表：
表 1: 萃取溶剂1温度程序
表 2: 萃取溶剂2温度程序
萃取结束后得到了有色萃取物。通过离心分离萃取物，旋转蒸发仪对样品进行浓缩,用500ul环己烷复溶浓缩物后使用GC-MS进行定量分析，分析结果见下表。
表3 ：污泥中多氯联苯结果对比
表4 ：土壤中多氯联苯结果对比
结果显示，使用安东帕微波反应平台Multiwave 5000对环境样品中多氯联苯进行萃取的结果均在标准值范围内，整个萃取过程仅需约30分钟，相比传统索式萃取法的24小时，大大缩短了检测周期，有效提高了实验室分析测试的效率，同时节约了大量的试剂以及能源的消耗。
安东帕微波反应平台Multiwave 5000
全能的微波反应平台，提供了最高大41位的高通量消解及萃取转子解决方案，专业认证的安全性保证了不管是使用强酸强碱还是有机溶剂时都能确保安全万无一失，高精度高灵敏度的温度压力传感器确保反应完全按照设定的程序进行，保证了实验结果的可靠性与可重复性。
安东帕微波萃取/合成仪 Monowave系列
最高达300℃的反应温度以及全密闭反应管技术可使反应温度远高于溶剂的沸点，大幅减少了萃取的时间与次数，出色的搅拌能力确保了反应过程的均匀性，保证了实验结果的平行性与可重复性。内置摄像头让研发过程清晰可视，自动进样器系统可最大化提高仪器利用率，无论您是萃取还是合成的研发都能在最短的时间内达到最理想的效果。
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