Yeşil Analitik Kimyada Sürdürülebilir Ekstraksiyon Yöntemleri
Özet
Günümüzde çevresel sürdürülebilirlik, analitik kimya uygulamalarında giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Bu bağlamda, yeşil kimya prensipleri doğrultusunda geliştirilen sürdürülebilir ekstraksiyon yöntemleri, hem insan sağlığı hem de çevre açısından daha güvenli analiz süreçlerinin önünü açmaktadır. Bu çalışmada, özellikle çözücü kullanımının azaltılması, atık üretiminin minimize edilmesi ve enerji verimliliğinin artırılması gibi hedeflere odaklanan modern yeşil ekstraksiyon teknikleri ele alınmıştır. Araştırmada; süperkritik akışkan ekstraksiyonu (SFE), mikrodalga destekli ekstraksiyon (MAE), ultrason destekli ekstraksiyon (UAE), katı faz mikroekstraksiyonu (SPME), iyonik sıvılar ve derin ötektik çözücüler (DES) kullanımı ile mikroakışkan sistemler gibi yeni nesil yöntemlerin teorik temelleri, avantajları ve uygulama alanları detaylı biçimde incelenmiştir. Bu yöntemlerin farmasötik analizlerden çevre kimyasına kadar birçok disiplinde sağladığı katkılar değerlendirilmiş; klasik yöntemlerle karşılaştırıldığında sağladıkları çevresel ve analitik üstünlükler ortaya konmuştur. Sonuç olarak, yeşil ekstraksiyon teknikleri, analitik süreçlerin çevre dostu hale getirilmesi yönünde önemli birer araç olarak öne çıkmakta; sürdürülebilir kimyasal analizlerin vazgeçilmez bir bileşeni olmaya adaydır. Bu eğilimlerin yaygınlaşması, gelecekte hem laboratuvar uygulamalarında hem de endüstriyel süreçlerde daha az toksik, daha az atıklı ve daha enerji-verimli sistemlerin kullanılmasına olanak sağlayacaktır.
Referanslar
Anastas PT, Warner JC. Green Chemistry: Theory and Practice. 2000 [cited 2025 Feb 24]; doi: 10.1093/OSO/9780198506980.001.0001.
Hjeresen DL, Schutt DL, Boese JM. Green Chemistry and Education [Internet]. Chemical Education Today JChemEd.chem.wisc.edu •. 2000. Available from: www.lanl.gov/greenchemistry/conf.html.
Anastas P, Eghbali N. Green Chemistry: Principles and Practice. Chem Soc Rev. 2010;39:301–312. doi: 10.1039/b918763b. Cited: in: : PMID: 20023854.
Armenta S, Esteve-Turrillas FA, Garrigues S, de la Guardia M. Green Analytical Chemistry: concepts, evolution, and recent developments. Green Approaches for Chemical Analysis. 2023;1–37. doi: 10.1016/B978-0-12-822234-8.00006-8.
Anastas PT, Kirchhoff MM. Origins, Current Status, and Future Challenges of Green Chemistry†. Acc Chem Res [Internet]. 2002 [cited 2025 Feb 25];35:686–694. doi: 10.1021/AR010065M. Cited: in: : PMID: 12234198.
Anastas P, Eghbali N. Green Chemistry: Principles and Practice. Chem Soc Rev [Internet]. 2009 [cited 2025 Feb 24];39:301–312. doi: 10.1039/B918763B. Cited: in: : PMID: 20023854.
Sajanikanta S, Bigyan M, Hazra M. BIGYAN-an interdisciplinary journal of Science Applications of Green Chemistry.
Abuhijleh AL. Mononuclear and binuclear copper(II) complexes of the antiinflammatory drug ibuprofen: Synthesis, characterization, and catecholase-mimetic activity. J Inorg Biochem. 1994;55:255–262. doi: 10.1016/0162-0134(94)85010-0. Cited: in: : PMID: 7964714.
Esteve-Turrillas FA, Garrigues S, de la Guardia M. Green extraction techniques in green analytical chemistry: A 2019–2023 up-date. TrAC - Trends in Analytical Chemistry. Elsevier B.V.; 2024.
Ayhan K, Coşansu S, Orhan-Yanıkan E, Gülseren G. Advance methods for the qualitative and quantitative determination of microorganisms. Microchemical Journal. Elsevier Inc.; 2021.
Armenta S, Garrigues S, de la Guardia M. The role of green extraction techniques in Green Analytical Chemistry. TrAC - Trends in Analytical Chemistry. Elsevier B.V.; 2015. p. 2–8.
Peris-Pastor G, Azorín C, Grau J, Benedé JL, Chisvert A. Miniaturization as a smart strategy to achieve greener sample preparation approaches: A view through greenness assessment. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2024;170:117434. doi: 10.1016/J.TRAC.2023.117434.
Petersen L, Minkkinen P, Esbensen KH. Representative sampling for reliable data analysis: Theory of Sampling. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems. 2005;77:261–277. doi: 10.1016/J.CHEMOLAB.2004.09.013.
Rodríguez Cabal LF, Vargas Medina DA, Martins Lima A, Lanças FM, Santos-Neto ÁJ. Robotic-assisted dynamic large drop microextraction. J Chromatogr A. 2019;1608:460416. doi: 10.1016/J.CHROMA.2019.460416. Cited: in: : PMID: 31420177.
Martínez-Pérez-Cejuela H, Carrasco-Correa EJ, Moga A, Vergara-Barberán M, Beneito-Cambra M, Lerma-García MJ, Simó-Alfonso EF, Herrero-Martínez JM. Reticular framework materials in miniaturized and emerging formats in analytical chemistry. J Chromatogr A. Elsevier B.V.; 2022.
Millán-Santiago J, Lucena R, Cárdenas S. Wooden-based materials: Eco-friendly materials for direct mass spectrometric analysis and microextraction. J Sep Sci. John Wiley and Sons Inc; 2022. p. 223–232.
Chemat F, Vian MA, Cravotto G. Green Extraction of Natural Products: Concept and Principles. International Journal of Molecular Sciences 2012, Vol 13, Pages 8615-8627 [Internet]. 2012 [cited 2025 Feb 26];13:8615–8627. doi: 10.3390/IJMS13078615. Cited: in: : PMID: 22942724.
Xiao Z, Duritan MJM, Han D, Zong Y. How does Green education result in resource extraction and consumption sustainability? Resources Policy. 2024;89:104626. doi: 10.1016/J.RESOURPOL.2023.104626.
Sairam P, Ghosh S, Jena S, Rao K. Süperkritik akışkan ekstraksiyonu ( SFE ) - genel bakış. Asya Dergisi [Internet]. 2012 [cited 2025 Feb 26];
Brondz I, Sedunov B, Sivaraman N. Modifierlerin süperkritik akışkan kromatografisi (SFC) ve süperkritik akışkan ekstraksiyonu ( SFE ) üzerindeki etkisi, bölüm I. Uluslararası Analitik Dergisi [Internet]. 2017 [cited 2025 Feb 26];5:17–39. doi: 10.4236/ijamsc.2017.52002.
Ahmad T, Masoodi F, Rather S, Wani S. Süperkritik akışkan ekstraksiyonu : Bir inceleme. J Biol Kimya [Internet]. 2019 [cited 2025 Feb 26];
Herrero M, Mendiola JA, Cifuentes A, Ibáñez E. Süperkritik akışkan ekstraksiyonu : Son gelişmeler ve uygulamalar. Kromatografi Dergisi [Internet]. 2010 [cited 2025 Feb 26];1217:2495–2511. doi: 10.1016/j.chroma.2009.12.019.
Destandau E, Michel T. Microwave-assisted Extraction. 2022 [cited 2025 Feb 26];144–201. doi: 10.1039/9781839165894-00144.
Vinatoru M, Mason TJ, Calinescu I. Ultrasonically assisted extraction (UAE) and microwave assisted extraction (MAE) of functional compounds from plant materials. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2017;97:159–178. doi: 10.1016/J.TRAC.2017.09.002.
Picó Y. Ultrasound-assisted extraction for food and environmental samples. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2013;43:84–99. doi: 10.1016/J.TRAC.2012.12.005.
Goswami MJ, Dutta U, Kakati D. Ultrasound-Assisted Extraction for Food, Pharmacy, and Biotech Industries. 2024 [cited 2025 Feb 26];103–128. doi: 10.1007/978-1-0716-3601-5_5.
Lavilla I, Bendicho C. Fundamentals of Ultrasound-Assisted Extraction. Water Extraction of Bioactive Compounds: From Plants to Drug Development. 2017;291–316. doi: 10.1016/B978-0-12-809380-1.00011-5.
Cunha SC, Fernandes JO. Extraction techniques with deep eutectic solvents. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2018;105:225–239. doi: 10.1016/J.TRAC.2018.05.001.
Emami S, Shayanfar A. Deep eutectic solvents for pharmaceutical formulation and drug delivery applications. Pharm Dev Technol [Internet]. 2020 [cited 2025 Feb 26];25:779–796. doi: 10.1080/10837450.2020.1735414. Cited: in: : PMID: 32096665.
Ruesgas-Ramón M, Figueroa-Espinoza MC, Durand E. Application of Deep Eutectic Solvents (DES) for Phenolic Compounds Extraction: Overview, Challenges, and Opportunities. J Agric Food Chem [Internet]. 2017 [cited 2025 Feb 26];65:3591–3601. doi: 10.1021/ACS.JAFC.7B01054/ASSET/IMAGES/MEDIUM/JF-2017-01054V_0001.GIF. Cited: in: : PMID: 28414232.
Pena-Pereira F, Namieśnik J. Ionic Liquids and Deep Eutectic Mixtures: Sustainable Solvents for Extraction Processes. ChemSusChem [Internet]. 2014 [cited 2025 Feb 26];7:1784–1800. doi: 10.1002/CSSC.201301192. Cited: in: : PMID: 24811900.
Shamshina JL, Berton P, Wang H, Zhou X, Gurau G, Rogers RD. Ionic Liquids in Pharmaceutical Industry. Green Techniques for Organic Synthesis and Medicinal Chemistry [Internet]. 2018 [cited 2025 Feb 26];539–577. doi: 10.1002/9781119288152.CH20.
Pawliszyn J. Theory of Solid-Phase Microextraction. Handbook of Solid Phase Microextraction. 2012;13–59. doi: 10.1016/B978-0-12-416017-0.00002-4.
Spietelun A, Pilarczyk M, Kloskowski A, Namieśnik J. Current trends in solid-phase microextraction (SPME) fibre coatings. Chem Soc Rev [Internet]. 2010 [cited 2025 Feb 26];39:4524–4537. doi: 10.1039/C003335A.
Owczarzy A, Kulig K, Piordas K, Piśla P, Sarkowicz P, Rogóż W, Maciążek-Jurczyk M. Solid-phase microextraction – a future technique in pharmacology and coating trends. Analytical Methods [Internet]. 2024 [cited 2025 Feb 26];16:3164–3178. doi: 10.1039/D4AY00187G. Cited: in: : PMID: 38717233.
Xu C, Xie T. Review of Microfluidic Liquid-Liquid Extractors. Ind Eng Chem Res [Internet]. 2017 [cited 2025 Feb 26];56:7593–7622. doi: 10.1021/ACS.IECR.7B01712/SUPPL_FILE/IE7B01712_SI_001.PDF.
Wang K, Luo G. Microflow extraction: A review of recent development. Chem Eng Sci. 2017;169:18–33. doi: 10.1016/J.CES.2016.10.025.
Gañán-Calvo AM, Montanero JM, Martín-Banderas L, Flores-Mosquera M. Building functional materials for health care and pharmacy from microfluidic principles and Flow Focusing. Adv Drug Deliv Rev. 2013;65:1447–1469. doi: 10.1016/J.ADDR.2013.08.003. Cited: in: : PMID: 23954401.
Marathe SJ, Jadhav SB, Bankar SB, Singhal RS. Enzyme-Assisted Extraction of Bioactives. Food Bioactives: Extraction and Biotechnology Applications [Internet]. 2017 [cited 2025 Feb 26];171–201. doi: 10.1007/978-3-319-51639-4_8/TABLES/5.
Amalia Kartika I, Pontalier PY, Rigal L. Twin-screw extruder for oil processing of sunflower seeds: Thermo-mechanical pressing and solvent extraction in a single step. Ind Crops Prod. 2010;32:297–304. doi: 10.1016/J.INDCROP.2010.05.005.
