超临界萃取技术在生命科学化工材料等多学科领域的交叉应用

                                                                         中药超临界制剂与分析技术联合实验室,辽宁大连116600,中国                                                                                                           大连卓尔高科技有限公司,辽宁大连116600,中国;大连卓尔超临界科技发展有限公司,辽宁大连116600,中国;                                                                                                             辽宁中医药大学药学院,辽宁大连116600,中国。

1. 生命科学领域

  • 药物研发与制药工程:超临界萃取仪器可用于从天然植物、动物组织等中提取药物活性成分,如紫杉醇、青蒿素等,为新药研发提供原料。同时,在制药过程中,可去除杂质和有害成分,提高药物纯度和质量,降低毒副作用,这与药物化学、药理学、制药工程等专业方向紧密交叉。[1]
  • 生物活性物质研究与生物技术:该仪器能够提取蛋白质、酶、维生素、多糖等生物活性物质,有助于研究其结构、功能和作用机制,开发相关生物制品。例如利用超临界萃取从微生物发酵液中提取酶等,与生物化学、生物技术等专业相结合。[2]
  • 食品营养与健康:可从食品原料中提取营养成分和功能性成分,如从鱼油中提取不饱和脂肪酸、从果蔬中提取天然抗氧化剂等,用于开发营养保健品和功能性食品,还可用于食品的脱臭、脱色等加工过程,与食品科学与营养专业方向交叉。[3]

2. 化工领域

  • 精细化工:超临界萃取仪器在香料、色素等精细化学品的提取和纯化方面应用广泛。比如从玫瑰花瓣中提取玫瑰精油,从万寿菊中提取叶黄素等,所得产品纯度高、品质好,与香料化学、色素化学等专业方向相关。[4]
  • 化学工程与工艺:作为一种先进的分离技术,超临界萃取可用于分离沸点相近、热敏性强的混合物,提高化工生产的效率和产品质量,优化化工工艺流程,与化工过程强化、分离工程等专业方向深度交叉。[5]
  • 能源化工:可应用于从煤、油页岩等化石能源中提取有效成分,如从煤中提取苯、甲苯等芳烃化合物,还可用于生物柴油等可再生能源的制备,为能源化工领域提供新的技术手段,与能源化学、煤化工等专业有交叉。[6]

3. 材料领域

  • 高分子材料:能用于去除高分子材料合成过程中未反应的单体、催化剂残留以及低分子量聚合物等杂质,提高高分子材料的性能和稳定性,还可用于高分子材料的表面改性和功能化,与高分子材料与工程、材料合成与加工等专业方向密切相关。[7]
  • 纳米材料:可用于纳米材料的制备和后处理,如通过超临界萃取去除纳米颗粒表面的杂质和有机物,改善纳米材料的分散性和性能,还可用于制备纳米复合材料等,与纳米材料与技术、材料物理等专业交叉。[8]
  • 复合材料:在复合材料的研究和开发中,超临界萃取可用于分析复合材料中不同相的组成和结构,去除杂质和改善界面性能,提高复合材料的综合性能,与复合材料与工程、材料界面科学等专业方向有一定的交叉。[9]

4. 其他专业方向

  • 环境科学与工程:超临界萃取技术可用于处理污水和固体废弃物中的有毒有害物质,如利用超临界二氧化碳萃取去除土壤中的有机污染物、从工业废水中回收重金属等,还可用于废气的处理和资源回收,为环境保护提供一种绿色、高效的技术手段,与环境工程、环境化学等专业交叉。[10]
  • 分析化学:作为分析化学中的样品前处理方法,超临界萃取可与色谱、质谱等分析仪器联用,提高分析方法的灵敏度和准确性,用于环境监测、食品安全检测、药物分析等领域中复杂样品的前处理和分析,与仪器分析、化学计量学等专业方向紧密结合。[11]
  • 农业科学:在农业领域,超临界萃取技术可用于农产品的深加工和质量检测,如从农产品中提取天然抗氧化剂、农药残留检测等,还可用于农业废弃物的资源化利用,为农业现代化提供技术支撑,与农业资源利用、农产品加工等专业方向有一定的交叉。[12]

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参考文献

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[3]缪登峰.食品营养与健康:民以食为天,食以安为先[J].高中生之友,2024,(11):10-11.

[4]精细化工产业创新方案发布!鼓励发展特种、高端、生物基助剂和弹性体材料 [J]. 中国轮胎资源综合利用, 2024, (10): 23.

[5]狄萌. 化学工程工艺中的绿色化工关键技术 [J]. 低碳世界, 2024, 14 (10): 31-33. DOI:10.16844/j.cnki.cn10-1007/tk.2024.10.021.

[6]张永民, 瞬时超临界煤制氢气的方法及装置. 陕西省, 西安闪光能源科技有限公司, 2019-04-01.

[7]王聪. 弹性体EVM超临界发泡材料的制备及性能研究[D]. 青岛科技大学, 2021. DOI:10.27264/d.cnki.gqdhc.2021.000145.

[8]仉震,朱桐玉,李琳,等. 用超临界氮气发泡技术制备复合纳米粒子填充聚氨酯弹性体发泡材料及其性能 [J]. 合成橡胶工业, 2024, 47 (04): 301-308. DOI:10.19908/j.cnki.ISSN1000-1255.2024.04.0301.

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[10]杜桂月,陈冠益,马文超,等. 污泥超临界水热解条件下制备生物油试验研究[C]// 中国科学院山西煤炭化学研究所. 第二届能源转化化学与技术研讨会会议指南2015. 天津大学环境科学与工程学院 天津市生物质燃气燃油技术工程中心;西藏大学科学学院;中国人民解放军第二炮兵工程设计研究院;, 2015: 1.

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[12]王瑞雪.花椒精油的超临界CO2萃取、微胶囊制备及咀嚼片开发[D].山东农业大学,2024.DOI:10.27277/d.cnki.gsdnu.2024.000652.