综述：基于超声的样品制备方法的可持续性与性能：一项关于环保性和分析指标的多标准评估

《TRAC-TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY》：Sustainability and performance of ultrasound-based sample preparation: A multi-criteria review of greenness and analytical metrics

　　

Justyna Werner | Vasil Andruch | Ingrid Hagarova | Tanya Yordanova | Daria Mysiak | Edyta S?upek | Karolina Hofman | Ilektra C. Feida | Dimitra Α. Lambropoulou | Justyna P?otka-Wasylka

波兰波兹南工业大学化学技术学院化学与技术电化学研究所，Berdychowo 4，60-965 波兹南

摘要

近年来，样品制备方法的发展从单纯注重性能的方案转向了可持续和综合性的方法。这些方法利用辅助能源（如超声波（US）、微波辐射和涡流）来提高操作效率、减少试剂消耗和能源使用。本文全面分析了超声波能量在样品制备各个阶段的应用，包括消化、浆液制备、分散萃取、衍生化和均质化。

本文的一个新颖之处在于通过White Analytical Chemistry (WAC)指标对超声波辅助过程进行了绿色性、可持续性、实用性和分析性能的创新性评估。通过将环境可持续性与分析卓越性和实际功能性相结合，本文讨论了超声波能量带来的协同效益及其潜在风险（如分析物降解和声空化不一致性）。最终，本文旨在展示如何优化超声波技术以满足现代高质量分析实验室的多维需求。

章节摘录

超声波能量及其来源

超声波（US）被定义为一种不可听的机械纵波，其传播需要弹性介质。声能与超声波能量的根本区别在于它们的频率范围：可听声音局限于人类听觉阈值（16 Hz至20 kHz），而超声波的频率范围从20 kHz延伸到10 MHz。在分析化学中，超声波的应用根据其能量输出进行系统分类。

超声波能量在样品制备中的应用

超声波（US）已广泛应用于多个科学领域，包括化学、生物化学、材料科学和环境科学。尽管在分析领域历史上未得到充分利用，但近年来工业和化学研究的加强凸显了超声波能量在催化和优化分析工作流程各阶段方面的巨大潜力[5]、[6]、[7]。通过调节频率、功率和强度，可以

通过评估指标批判性地审视超声波能量的使用

现代分析化学面临着在科学卓越性、环境责任和经济效率之间找到平衡的挑战。为满足这些需求，出现了一种多维评估方法体系，超越了传统的“不惜一切代价追求效果”的方法。为了可靠地对现代研究程序进行分类，采用了先进的评估指标，这些指标涵盖了多个互补方面，从而全面反映了方法的质量。

结论

超声波技术已被广泛应用于各个行业和科学领域。本文重点介绍了其在分析实验室中的应用，特别是在样品制备的不同步骤中。从环境和可持续性的角度来看，超声波能量具有以下优势：

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显著加速多种过程，如消化、浆液制备、分散萃取、乳化萃取、衍生化和

CRediT作者贡献声明

Dimitra Α. Lambropoulou：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿。Ilektra C. Feida：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿。Daria Mysiak：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿。Tanya Yordanova：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿。Karolina Hofman：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿。Edyta S?upek：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿。Justyna Werner：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，

作者声明没有利益冲突。

作者声明没有可能影响本文工作的已知财务利益或个人关系。

J.W. 和 D.M. 感谢波兰科学与高等教育部（资助编号 0911/SBAD/2606）。

V. A. 感谢斯洛伐克共和国教育、研究、发展和青年部的VEGA科学资助机构（资助编号 1/0142/25）。