روش های میکرو استخراج فاز جامد ((SPME)) و میکرو استخراج فاز مایع (LPME)، به دلیل حذف استفاده از حلال های سمی و مضر برای محیط زیست و سلامت انسان، مورد توجه قرار گرفته اند. به همین علت، اصلاح و تقویت روشهای میکرو استخراج نیز از موضوعات مهم مورد توجه در تحقیقات است. روشهای میکرواستخراج، علاوه بر حذف حلالهای سمی، کارآئی، دقت و صحت را افزایش و زمان و هزینه ای آنالیز را بشدت کاهش داده اند. اما این روشها دو محدویت جدی دارند. اول اینکه در نمونه های جامد مانند خاک و مواد غذایی یا داروئی، آنالیت ها محکم به بافت چسبیده اند و براحتی جدا نمی شود. دوم اینکه گیراندازی مواد خیلی فرار با این روشها مشکل یا غیرممکن است. بهترین رهیافت برای رفع این محدویت ها، سرد کردن جاذب و گرم کردن همزمان بافت نمونه است که این تکنیک باعث افزایش چشمگیر راندمان و کارایی استخراج می شود. روش دیگر برای افزایش کارایی استخراج تکنیک میکرو استخراج تقویت یافته با خلاء است. در این سیستم فشار درون ظرف بشدت کاهش یافته و سرعت و راندمان استخراج را نسبت به (SPME) معمولی، بطور چشمگیری افزایش داده و منجر به افزایش حساسیت و کوتاه شدن زمان نمونه برداری می شود. با این دستگاه، براحتی می توان انواع نمونه ها جامد و مایع را بدون دستکاری و تغییر در نمونه بطور مستقیم مورد استخراج و آنالیز قرار داد. در این پژوهش مروری بر روشهای میکرو استخراج و تکنیک های تقویت یافته آنها و مقایسه کلی بین این تکنیک ها خواهیم داشت.

در این پژوهش ترکیب های فرار موجود در عصاره گیاه دارچین با استفاده از روش میکرواستخراج فاز جامد جداسازی شدند. از نانوالیاف پلی آمید تهیه شده توسط روش الکتروریسی در فرایند جداسازی استفاده شد. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نانوالیاف پلی آمید نشان دهنده وجود حفره ها با تخلخل مناسب در حدود 100-50 نانومتر است. از روش های کمومتریکس مانند طراحی آزمایش و جداسازی منحنی چندگانه برای به دست آمدن نتیجه ها بهینه و جداسازی پیک های دارای هم پوشانی استفاده شد. در طراحی آزمایش از طرح مرکب مرکزی برای بهینه سازی شرایط میکرو استخراج فاز جامد استفاده شد. نمونه های استخراج شده توسط فناوری کروماتوگرافی گازی طیف سنجی جرمی جداسازی و آنالیز شدند. حتی در شرایط بهینه استخراج و جداسازی، در برخی قسمت های کروماتوگرام به دست آمده هم پوشانی وجود دارد. برای حل این مشکل، از روش جداسازی منحنی چندگانه حداقل مربع های متناوب برای جداسازی پروفایل های غلظتی و طیف های جرمی دسته پیک های دارای هم پوشانی استفاده شد. با استفاده از روش های گفته شده در شرایط بهینه 30 ترکیب فرار در عصاره گیاه دارچین شناسایی شد. مهمترین ترکیب های فرار موجود در عصاره trans-Cinnamaldehyde 51.23)%)، 26.45) Eugenol)%)،Cinnamic acid ،(%4.72) Gurjunene  1.81)%) و Copaene 1.44)%) هستند. در این پژوهش، ترکیب های شیمیایی موجود در عصاره دارچین در دمای پایین و بدون انجام واکنش شیمیایی جانبی تعیین می شود. همچنین این روند به عنوان روشی ارزان و سریع برای جداسازی و شناسایی ترکیب های فرار در نمونه های پیچیده مانند گیاهان دارویی در شرایط بهینه قابل استفاده است.

زمینه و هدف: کلروبنزن ماده ای شیمیای است که در تولید حشره کش ها، علف کش ها و همچنین تولید لاستیک استفاده می شود و باعث عوارض نرولوژیکی و اثر بر مجاری تنفسی می گردد. در این پژوهش با استفاده از روش میکرواستخراج فاز جامد ((SPME)) مقدار کلروبنزن در هوای محیط کار نمونه برداری و شرایط بهینه تجزیه با گازکروماتوگرافی-طیف بین جرمی تعیین گردید.روش بررسی: نمونه برداری از غلظت های مشخص کلروبنزن در یک سیستم تولید اتمسفر دینامیک با روش میکرواستخراج فاز جامد انجام گرفت. پس از انتخاب نوع فیبرهای لازم، دما و زمان بازیافت بهینه در بخش تزریق تعیین شد و نتایج بدست آمده از (SPME) با روش شماره 1003، انستیتوی ملی ایمنی و بهداشت حرفه ای مقایسه گردید. به منظور تجزیه نمونه های تهیه شده از کلروبنزن با روش میکرواستخراج فاز جامد ((SPME))، از دستگاه گازکروماتوگرافی-طیف بین جرمی (GC-MS) استفاده گردید.یافته ها: نتایج نشان داد فیبر CAR/PDMS از قابلیت جذب بیشتری در مقایسه با سایر فیبرها برخوردار است. شرایط دمایی واجذب در بخش تزریق دستگاه آنالیز در سه حالت دمایی 200 تا 280 بررسی گردید و تفاوتی در مقدار استخراج کلروبنزن در این شرایط وجود نداشت (p>0.05). زمان تعادل برای حالت (SPME) خارج از سرپوش، 30 دقیقه و برای شرایط داخل سرپوش زمان رسیدن به تعادل تا چندین ساعت ادامه یافت. تفاوت معناداری در نرخ نمونه برداری در دماها و سرعت های تعیین شده در این مطالعه وجود نداشت (p>0.05). هرچند افزایش رطوبت نسبی باعث کاهش نرخ نمونه برداری در دامنه مورد بررسی گردید (p>0.05)..نتیجه گیری: در این پژوهش مشخص گردید که روش (SPME) در سوزن میتواند به عنوان جایگزین مناسبی برای روش معمول NIOSH برای تعیین کلروبنزن در هوا مورد استفاده قرار گیرد. با استفاده از فیبر (SPME) به صورت در سرپوش میتوان میانگین مواجهه وزنی-زمانی (TWA) در هوای محیط کار را به روش پسیو تعیین نمود.

حلال های اتکتیک عمیق، دستۀ جدیدی از مایعات یونی هستند که به واسطۀ ایجاد پیوند هیدروژنی بین دهنده ها و پذیرنده های پیوند هیدروژنی، تولیدمی شوند. این حلال های سبز و پایدار، معمولاً با حرارت دادن اجزاء در دمای ملایم و تحت هم زدن تازمانی که یک مایع شفاف و همگن ظاهرشود، به وجودمی آیند. به دلیل دردسترس بودن اجزای این حلال ها، سمیت کم، زیست تخریب پذیری، قابلیت بازیافت، تهیۀ آسان و قابلیت تنظیم خواص فیزیکی/شیمیایی کاربردهای فراوانی درزمینه های مختلف دارند. فشار بخار کم و خلوص بالا سبب شده که این حلال ها جایگزین مناسبی برای حلال های آلی متداول در فرایندهای استخراج باشند. ازآنجایی که یکی از دغدغه های شیمی سبز استفاده از حلال های دوستدار محیط زیست در کارهای آزمایشگاهی به ویژه فرایندهای استخراج است، لذا در این مقالۀ مروری، ابتدا درمورد روش های تهیه و خواص فیزیکی/ شیمیایی حلال های اتکتیک عمیق بحث می شود و سپس، به کاربرد این حلال ها در میکرواستخراج های فاز مایع و جامد پرداخته می شود.

سابقه و هدف: هم اکنون برنج غذای بیش از نیمی از مردم مناطق گرمسیری ونیمه گرمسیری را تأمین می کند. کربوهیدرات (نشاسته) جزء اصلی برنج می باشد که در سلول های اندوسپرم آن جمع شده است. فرآیند بعد از برداشت و مدت نگهداری در انبار یک فرایند پیچیده ای است که در بر گیرنده تغییرات در خواص فیزیکی و شیمیایی در آندوسپرم برنج علی الخصوص در واریته های معطر می گردد. عطر برنج در نتیجه خارج شدن مواد فرار از ماده غذایی و رسیدن آن ها به دستگاه بویایی بواسطه شرایط مختلف می باشد. در این مطالعه اثر فرآیند تبدیل برنج و زمان انبارمانی بر حفظ و نگهداری عطر و بو برنج معطر طارم به روش استخراج در فاز جامد مورد بررسی قرار-گرفت. مواد و روش ها: شالی واریته طارم را خشک نموده و برنج قهوه ای به روش پوست کنی با دست تهیه گردید. سپس بخشی از نمونه ها بصورت چند مرحله ایی در دستگاه سفید کن به برنج سفید تبدیل گردید. نمونه های برنج قهوه ایی و برنج سفید به دو بخش تازه برداشت شده و انبار شده به مدت 10 ماه تقسیم گردید (BSN, BSO, WSN, WSO). میزان مواد معطر فرارحاصل از برنج قهوه ای تازه برداشت شده و انبارشده، و همچنین برنج سفید تازه برداشت شده و انبارشده با بکارگیری روش استخراج در فاز جامد مورد بررسی قرار گرفت. مواد فرار جذب شده به فیبر جهت سنجش طیف موجود در نمونه به درون دستگاه گازکروماتوگرافی هدایت گردید. این آزمایش به روش فاکتوریل 2×2 (2 نوع تبدیل برنج × 2 زمان انبارمانی) در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی انجام شد. یافته ها: نتایج نشان داد که درصد نسبی مواد شناسایی شده در برنج سفید و قهوه ای انبار شده بطور کاملا معنی داری(p <0. 01) نسبت به نمونه های تازه برداشت شده افزایش یافته است، اما نمونه برنج سفید تازه برداشت شده نسبت به برنج سفید انبار شده، درصد بیش تری از مواد مؤثر در بو را دارا بود. تبدیل برنج قهوه ای به برنج سفید سبب کاهش مقدار مواد مؤثر در بو می شود. یافته های این تحقیق نشان داد که در برنج قهوه ای انبار شده حدود 24 ترکیب شناسایی شده است که حدود 3/92 درصد از کل ترکیبات تشخیص داده شده می باشد. در برنج سفید تازه برداشت شده 26 ترکیب شناسایی شد که از نظر کمی حدود 3/65 درصد کل می باشد. همچنین در آنالیز نمونه برنج سفید انبار شده، حدود 24 ترکیب شناسایی شده که از نظر کمی حدود 4/98 درصد کل می باشد. انبارکردن و تبدیل برنج قهوه ای به برنج سفید، باعث افزایش مقدار آلکن ها در برنج می شود. درصد بالای الکل اکتادکادیونول 2-متیل، می تواند ناشی از استعمال آفت کش ها در مزرعه باشد که در فرآیند جداسازی لایه آلورن و تبدیل به برنج سفید، مقدار آن کاهش یافت. درصد آلدهیدها موثر در بو، در برنج قهوه ایی پاسخ معنی داری به زمان انبار مانی نشان نداد. در حالی که در برنج سفید انبارشده حدود 30% کمتر از برنج تازه برداشت شده می باشد. نتیجه گیری: انبارکردن برنج معطر منجر به کاهش مقدار مواد مؤثر در بو که به عنوان شاخصی مهم در کیفیت برنج است می گردد. نگهداری طولانی مدت برنج به همراه پوسته ثانویه منجر به حفظ مواد معطر موجود در آن می شود.

میکرواستخراج فاز جامد (Solid phase Microextraction یا (SPME)) نوعی روش زیراستخراج نمونه به شمار می رود که جهت رفع برخی از چالش های مربوط به آماده سازی نمونه و همچنین، ادغام مراحل مختلف آنالیز در یک سیستم توسعه یافته است. (SPME) یک روش آماده سازی نمونه بدون نیاز به حلال، مقرون به صرفه، موثر و با توان بالا می باشد. در این تکنیک، تمام مراحل استخراج در یک مرحله ادغام می شود. طی سال های اخیر، ترکیب (SPME) با ابزارهای آنالیزور برای نمونه برداری و آنالیز ترکیبات متعدد بسیار کارآمد بوده و پژوهش های بسیاری در مورد مزایا، کاربردها و پیشرفت های این تکنیک انجام شده است. مطالعه حاضر به معرفی (SPME) به همراه جنبه های مختلف و زمینه های کاربردی آن پرداخت.

امروزه بسیاری از حلال های آلی و آلاینده ها از جمله دی اکسان که در غذا و آب های آشامیدنی نفوذ کرده اند، باعث ایجاد جهش های ژنتیکی و بیماری های سخت مانند سرطان می شوند. میکرو استخراج فاز جامد به عنوان یک فناوری جدید برای جداسازی آلاینده ها معرفی شده اند. در این پژوهش ابتدا نانو صفحه های اکسید روی با روش آب گرمایی بر روی فیبر سیلیکای ذوب شده سنتز، سپس با استفاده از روش تبخیری، پلی آنیلین بر روی نانو صفحه ها جذب شده اند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که اندازه نانو کامپوزیت مذکور بین 21.5 تا 37.6 نانومتر است. صفحه نانو کامپوزیت اکسید روی- پلی آنیلین به عنوان یک پوشش جدید برای استخراج دی اکسان در میکرو استخراج فاز جامد استفاده شده است. بهینه سازی عامل های استخراج به وسیله طراحی آزمایش و با کروماتوگرافی گازی انجام گرفت که درنهایت دمای استخراج 90 درجه سانتی گراد، زمان استخراج 50 دقیقه، مقدار نمک 15 درصد و زمان واجذب 20 دقیقه به دست آمد. گستره خطی روش، تحت شرایط بهینه در گستره غلظتی 5 تا 100 نانوگرم بر میلی لیتر بود. نتایج نشان داد که این روش دارای حد تشخیص 0.5 نانوگرم بر میلی لیتر و درصد انحراف استاندارد نسبی 13 درصد (4 تکرار) و بازیابی نسبی در غلظت های 40، 100 و 150 نانوگرم بر میلی لیتر، 97 تا 101 درصد است.

جنس آرتمیزیا شامل تعداد زیادی گونه بوده که برخی از آ نها با کاربرد متنوع به صورت تجاری کشت می شوند. تجمع زیاد روغن های فرّار و سایر ترپنوئیدها در اعضای معینی از خانواده آستراسه مانند افسنطین (Artemisia absithium L. ) سبب شده که از آنها به عنوان طعم دهنده غذا استفاده گردد. ترپنوئیدها و ترکیب های فنولیکی همچنین مسئول ارزش دارویی و پزشکی بسیاری از اعضای این خانواده هستند. میکرواستخراج فاز جامد ((SPME)) یک روش سریع، آسان، کارآمد، بی نیاز از حلال زیاد و با امکان اتوماسیون راحت است. در این پژوهش، میکرواستخراج فاز جامد در فضای فوقانی (HS-(SPME)) با استفاده از فایبر پوشش داده شده با لایه های دوگانه هیدروکسیدی با ساختار نانو در ترکیب با کروماتوگرافی گازی-اسپکتروفتومتری جرمی برای جمع آوری و ردیابی ترکیب های فرّار گیاه افسنطین استفاده شد. پارامترهای آزمایشی شامل درجه حرارت و زمان واجذبی، درجه حرارت و زمان استخراج، مقدار نمونه و تأثیر مقدار آب مورد آزمون قرار گرفته و بهینه سازی شدند. روش پیشنهادی در مقایسه با روش های مرسوم آنالیز ساده بوده و هزینه تجهیزات آن اندک است. همچنین در این روش، زمان آنالیز کوتاه تر است و می تواند برای آنالیز ترکیب های فرّار گیاهان دارویی بکار رود.