超聲輔助提取的基礎是將超聲波應用于液體介質(zhì)中，超聲波通過聲空化（在液體介質(zhì)中形成小氣泡）促進細胞內(nèi)化合物通過質(zhì)膜擴散，也可以破壞質(zhì)膜，導致化合物釋放到介質(zhì)中。這種萃取技術(shù)的影響因素包括：功率、頻率、強度、反應器形狀和體積、溶劑、溫度、溶解氣體的存在和外部壓力以及材料參數(shù)。

超聲輔助萃取是從固體樣品中提取有機污染物的常用技術(shù)，因為它易于應用于各種基質(zhì)和可以使用的溶劑范圍廣，當超聲波能量通過介質(zhì)傳輸時，各種物理和化學現(xiàn)象會導致超聲波效應。這些現(xiàn)象包括攪動、振動、壓力、沖擊波、剪切力、微射流、壓縮和稀疏、聲流、空化和自由基形成。聲空化是超聲提取效果的主要驅(qū)動力。超聲波能量會產(chǎn)生干擾，當定期重復時，會導致介質(zhì)分子中的膨脹和壓縮循環(huán)，從而形成和坍塌氣泡。這種現(xiàn)象增強了溶劑對基質(zhì)的滲透，因為空化氣泡的內(nèi)爆會產(chǎn)生溫度和壓力變化，從而增加分析物向溶劑的質(zhì)量傳遞，從而促進分析物的回收。

超聲空化效應通常被描述為液體介質(zhì)中的氣泡在足夠壓力的超聲場作用下形成、生長和崩潰的過程。超聲引起的空化效應可分為穩(wěn)態(tài)空化和瞬態(tài)空化。當液體空心氣泡的體積在連續(xù)高頻超聲條件下逐漸膨脹但不超過臨界裂紋尺寸時，就會發(fā)生穩(wěn)態(tài)空化。在此過程中，空化氣泡體積變化產(chǎn)生的微流在空化氣泡周圍的介質(zhì)中產(chǎn)生強渦流。同時，溶解氣體在介質(zhì)中進出氣泡的擴散也會在氣泡周圍產(chǎn)生小電流。瞬態(tài)空化是指在連續(xù)低頻超聲的情況下，氣泡的體積迅速膨脹，達到臨界尺寸后，氣泡破裂并伴有大量的能量釋放。超聲瞬態(tài)空化會在氣泡周圍瞬間產(chǎn)生高剪切應力和溫度，并可能導致氫和羥基自由基的產(chǎn)生。氣泡在流體介質(zhì)中的膨脹、收縮、爆炸和內(nèi)爆可能產(chǎn)生極端條件，并在超聲作用中起主導作用。超聲誘導的聲波空化會在水溶液中產(chǎn)生大量的微氣泡，微氣泡的塌陷會產(chǎn)生多種活性中間體（OH、HO2·），引起機械和熱效應（例如，沖擊波、高溫、微射流和聲流）。

超聲波清洗器根據(jù)工作頻率的類型，超聲可分為單頻超聲波清洗器、雙頻超聲波清洗器和多頻超聲波清洗器。在單頻超聲設備的基礎上，通過安裝兩個或多個不同頻率的超聲換能器，由多個超聲發(fā)生器驅(qū)動不同頻率的超聲換能器，從而達到具有多個頻率的效果。超聲頻率的發(fā)射方式，超聲可分為定頻和掃頻兩種形式。與定頻超聲相比，掃頻超聲的頻率在一定的掃描周期內(nèi)圍繞中心頻率波動。掃頻超聲可以更好地激發(fā)與樣品溶液固有頻率相匹配的共振頻率，達到更好的處理效果，從聲學角度來看，掃頻超聲可以產(chǎn)生聲場，更有利于改善空化效應。掃描頻率超聲在介質(zhì)中的傳播會導致更強的振動和高加速度，這可能會增加分子運動的頻率和速度，并增加溶劑的穿透力。