樹脂的使用方法.doc

一大孔合成吸附樹脂簡介大孔樹脂吸附技術(shù)是上世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的一種新工藝，藥液通過大孔樹脂吸附，其中的有效成分吸附在樹脂上，再經(jīng)洗脫回收，可除掉藥液中雜質(zhì)，是一種純化精制藥的有效方法。當(dāng)然,根據(jù)藥液成分的不同,提取的物質(zhì)不同,可選擇不同型號的樹脂，非極性吸附樹脂在吸附藥液中成分時(shí),主要是依靠物理結(jié)構(gòu)（如比表面、孔徑等）起作用，不同的樹脂有不同的針對性。其操作的基本程序大多是：提取液通過大孔樹脂吸附上有效成分的樹脂洗脫洗脫液回收洗脫液干燥半成品。該技術(shù)目前已較廣應(yīng)用于新藥的開發(fā)和生產(chǎn)中，主要用在分離和提純過程中。二大孔合成吸附樹脂的優(yōu)點(diǎn)同一類藥采用大孔樹脂提純后，藥效的提高！這結(jié)論已經(jīng)通過藥效學(xué)試驗(yàn)和臨床觀察得到了證實(shí)。該工藝1次完成了除雜和濃縮兩道工序。如人參莖葉中也含人參皂甙，可以提取出來作為藥用，但含量低，用一般方法提取麻煩，而用大孔樹脂吸附技術(shù)提純后，人參皂甙含量可達(dá)70以上，很方便。另外該工藝可減小產(chǎn)品的吸潮性，傳統(tǒng)工藝制備的中成藥大部分具有較強(qiáng)的吸潮性，是中藥生產(chǎn)及貯藏中長期存在的難題。而經(jīng)大孔樹脂吸附技術(shù)處理后，可有效地去除水煎液中大量的糖類、無機(jī)鹽、黏液質(zhì)等吸潮成分，有利于多種中藥劑型的生產(chǎn)，增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。大孔樹脂吸附技術(shù)還能縮短生產(chǎn)周期,所需設(shè)備簡單。免去了靜置沉淀、濃縮等耗時(shí)多的工序。節(jié)約包裝，降低成本三 大孔合成吸附樹脂吸附機(jī)理吸附階段洗脫階段 溶劑 目標(biāo)物洗提液四大孔合成吸附樹脂的使用方法和影響因素樹脂的用量、最大吸附量、吸附洗脫速度、樹脂柱的高度、直徑、洗脫溶媒的種類濃度等工藝條件均須優(yōu)選出最佳條件，以保證藥品的質(zhì)量。只有正確的工藝條件，才能保證好的吸附結(jié)果。1操作過程 實(shí)例見圖和表表格中為BV-床體積 LV=SVH LV-線速度 m/hr H=1-3 LV=1-910使用注意：柱長 樹脂層高在50cm以上負(fù)荷量由分離平衡決定一般在 數(shù)克/升 至 數(shù)十克/升 流速 SV 在 0.5-3之間否則則分離效果降低。樹脂的溶漲收縮使壓力降增大對中小柱有影響用短時(shí)間的逆流洗脫可解決壓力損失問題。柱實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)例影響因素吸附容量分子量PH值示例柱尺寸100 20mm裝填157ml 樹脂考慮樹脂的膨脹收縮使用前潤濕填充前將吸附劑-樹脂在乙醇侵泡除去其中的氣泡填充后使用前用5-10BV的乙醇進(jìn)行前處理吸附容量溶劑濃度 鹽濃度圖示PH值、分子量、鹽濃度、溶劑濃度對吸附容量的關(guān)系。必須選擇合適的PH值并在分子量排除極限內(nèi)操作并選擇合適的鹽濃度和洗脫的溶劑濃度以加大吸附容量下表為常用的吸附過程的工作流程可在吸附過程中作為參考表1工作程序流程表工程流速流量備注填充逆流洗脫除去小粒子及破碎樹脂前處理SV=1-55-10BV用（含水）乙醇等進(jìn)行洗脫水洗脫SV=1-53-4BV必要時(shí)根據(jù)吸附劑的PH值使用緩沖液吸附SV=0.5-3根據(jù)吸附量應(yīng)在吸附容量以下水洗SV=1-50.5-1BV將吸附液洗出溶出SV=0.5-32-10BV乙醇丙酮等的（含水）溶液溶出用酸、堿、緩沖液等調(diào)節(jié)PH值或兩者并用使有效成分溶出水洗脫SV=1-53-4BV必要時(shí)根據(jù)吸附液的PH值應(yīng)用緩沖液再生SV=0.5-33-4BV多次應(yīng)用乙醇、丙酮、堿+乙醇等溶劑水洗脫SV=1-53-4BV堿再生后加入酸中和影響因素中流速影響比較大，下圖為抗生素分離圖從圖可見，流速增大分離效率降低。洗脫體積洗脫體積流速線速度高 線速度低理論塔板數(shù) 色譜柱： 20mm500mm 溫度：10 樹脂： sepabeaz SP20SS 流動(dòng)相 甲醇磷酸溶液 （PH=8） 進(jìn)樣體積：25ML選擇合適的流速和選擇粒徑小，比表面積大的SEPABEAZ SP20SS后三種抗生素基本能作到完全分離。溫度上升可使分離效率提高壓力損失降低但注意產(chǎn)物的失活。從上述的例子可見，正確選擇吸附和解吸條件是提高純化精制效率的關(guān)鍵。其中包括洗脫液成分、柱尺寸、流速、流量、PH、溫度、上樣量和樹脂類型（下面詳細(xì)介紹）。五 三菱化學(xué)大孔合成吸附樹脂介紹三菱化學(xué)的DIAION HP系列和SEPABEDS SP 系列大孔合成吸附樹脂在國際上享有比較高的聲譽(yù)。應(yīng)用很廣泛。合成吸附樹脂的選擇標(biāo)準(zhǔn)必須以其吸附能力、吸附速度、選擇性（吸附性能與比表面積的關(guān)系比較密切）樹脂壽命等為主要決定因素。此外在有機(jī)溶劑中的膨脹程度、耐壓性能和比重也是考慮的重要因素。下圖就是在分離先鋒霉素時(shí)，比表面積和吸附容量的關(guān)系，隨著比表面積的增大吸附容量以線形關(guān)系增加。三菱化學(xué)大孔合成吸附樹脂的主要特點(diǎn)是l 韌性大 、機(jī)械強(qiáng)度高、不易破損l 載量大是國產(chǎn)同等類型的3-5倍l 壽命長、注意保護(hù)可重復(fù)使用100次以上l 顆粒均勻、分離效果好l 殘留物少（見檢測報(bào)告）干凈，處理極其方便l 膨脹系數(shù)小、吸附和解吸效果好綜上所述其性能價(jià)格比較高使用時(shí)根據(jù)藥液的化學(xué)成分正確的選擇吸附樹脂是提高純化分離效率的關(guān)鍵。當(dāng)有機(jī)物從溶液中被吸附到吸附劑上時(shí)，吸附力是分子間范德華力。因此吸附能力取決于被吸附物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。三菱化學(xué)的吸附樹脂分為以下幾個(gè)系列1苯乙烯類DIAION H P 20吸附樹脂有相當(dāng)大的孔徑適合大分子的吸附。用通常的有機(jī)溶劑、酸、堿來洗脫被吸附的物質(zhì)。DIAION HP20 在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用，特別對天然產(chǎn)物的吸附、脫色、脫鹽。2苯乙烯類 SEPABEDS SP 825 吸附樹脂 比HP系列樹脂有更大的表面積和孔徑分布更窄更均勻。其比表面積約為HP20樹脂的2倍，對小分子的吸附容量約為HP20的2倍（MW500579381105170比重1.011.011.011.011.011.181.09外觀密度 G/L680690690780720溶脹甲苯1.321.341.20-1.181.04甲醇1.281.291.19-1.151.05丙酮1.291.301.18-1.151.06乙酸丁酯1.301.301.20-1.181.06吸附量 g/l頭孢菌素382576-101 顆粒粒度在200m600m 合成吸附劑的微孔構(gòu)造和吸附容量的關(guān)系聚苯乙烯系列吸附劑的比表面積和吸附容量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果看吸附容量與比表面積成正比的關(guān)系三菱公司的大孔樹脂比表面積大而且數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，微孔結(jié)構(gòu)均勻，因此吸附容量大，是一種優(yōu)良的吸附樹脂。合成吸附樹脂適用吸附的化合物l 適合中等程度的水溶性化合物 中藥、天然色素 從發(fā)酵液中得到抗生素、（青霉素先鋒霉素螺旋霉素）蛋白質(zhì)（胰島素 肽系抗生素）功能性食品添加劑 （維生素）等l 聚苯乙烯合成吸附樹脂吸附 含有電子的化合物如含有苯環(huán)和共軛雙鍵的化合物l 甲基丙烯酸甲酯類吸附劑吸附 含羧基 酯基 氨基 酰胺基等與H可結(jié)合的官能團(tuán)的化合物l 水溶性較高的化合物采用 離子交換或分子尺寸排除l 水不溶化合物用溶劑提取或正相色譜等六MCI-GEL精細(xì)分離填料MCI-GEL 精細(xì)分離填料 是知名的Diaion 和 Sepabeads 技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的MCT-GEL 系列的特點(diǎn)如下：l 卓越的性能：球型顆粒，顆粒尺寸分布很窄，嚴(yán)格的質(zhì)量控制，提供高水平高質(zhì)量MCI GEL 系列填料l 粒度范圍廣從4-300m可應(yīng)用于分析和制備。品種非常齊全可分成以下幾種系列：鍵合磺酸鹽的陽離子交換樹脂MCI-GELSCK、CK、AFR系列鍵合季銨鹽的陰離子交換樹脂MCI-GELSCA、CA、CDR系列用于生物分離CQK 、CQA 離子交換樹脂系列?；w是聚羥基甲基丙烯酸酯類(HMA)。用于生物分離色譜CQH疏水反應(yīng)樹脂系列?；w是聚羥基甲基丙烯酸酯類(HMA)。用于生物分離的尺寸排除色譜的CQP系列樹脂?；w是聚羥基甲基丙烯酸酯類（HMA）。用于反相色譜分離的CHP系列 基體是聚苯乙烯和二乙烯基共聚物或聚甲基丙烯酸酯。CHP樹脂和HP 樹脂系列是對應(yīng)的，眾所周知，在色譜分離中，為了得到較好的分離效率和得率要使用尺寸較小的顆粒。MCI-GEL CHP有不同尺寸的中、小粒徑的樹脂顆粒以解決提高分離效率和精細(xì)分離的需要。MCI-GEL CHP系列樹脂性能一覽表粒徑分布平均粒徑比表面積細(xì)孔容積最頻度半徑聚苯乙烯型MCIGEL CHP10M4m4m640 m2/g1.45 ml/g14.0nmMCIGEL CHP 5C9-11m10m540 m2/g1.39 ml/g14.0 nmMCIGEL CHP 55A15-20m18m580 m2/g1.54 ml/g14.0 nmMCIGEL CHP 55Y25-35m30m590 m2/g1.55 ml/g14.0 nmMCIGEL CHP 20Y25-35m30m560 m2/g1.67 ml/g22.0 nmMCIGEL CHP 20P37-75 和75-150m55m520 m2/g1.17 ml/g30.0 nmMCIGEL CHP20SS63-150m100m540 m2/g1.35 ml/g29.0 nm甲基丙烯酸酯型MCIGELCHP2MG M4m4m460 m2/g1.09 ml/g27.0 nmMCIGEL CHP 2MG9-11m10m590 m2/g1.13 ml/g20.0 nmMCIGEL CHP 2MG Y25-35m31m510 m2/g1.15 ml/g23.0 nm中粒徑CHP-GEL 樹脂分離青霉素青霉素V青霉素G6氨基青霉素胺鹽從圖可見顆粒小分離效率高分離條件： 柱尺寸25010MM；洗脫液：甲醇/50mM磷酸鹽 （PH=8）60/40 流速：2.18ml/min 檢測器：UV 254nm 樣品濃度：1g/L 進(jìn)樣體積：100l 目前國際上通用的方法是以高壓液相色譜的條件為基礎(chǔ)，用粒徑較粗的，同類合成吸附樹脂制成內(nèi)徑較粗的層析柱分離制備，逐步擴(kuò)大以達(dá)到擴(kuò)大規(guī)模和工業(yè)化生產(chǎn)的目的。1先采用CHP5C HPLC色譜柱 10m 150mm4.6mm進(jìn)行條件實(shí)驗(yàn)研究2用CHP55C 和CHP55Y制備柱進(jìn)行成分的制備3用規(guī)模更大的層析柱達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的目的七 大孔合成吸附樹脂殘留物實(shí)驗(yàn)對于大孔樹脂吸附技術(shù)爭議的熱點(diǎn)就是致孔劑和降解物的毒性問題，因?yàn)闃渲蔷W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，孔隙較大，制備時(shí)需要加入一些有機(jī)溶劑，滯留在樹脂的空隙中，俗稱致孔劑以保持網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一致性和孔隙率。所以人們往往擔(dān)心，在使用前，致孔劑去除的不徹底，在長期使用中，樹脂會不會降解，造成有毒物質(zhì)的污染。經(jīng)過權(quán)威的環(huán)保機(jī)構(gòu)用氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測試日本三菱化學(xué)的大孔合成樹脂經(jīng)過2.5BV的乙醇洗滌后，所有有毒的致孔劑和其它有毒的有機(jī)物全部洗凈。請看分析結(jié)果。尤其是SP70 樹脂由于采用了高純度的二乙烯基苯交聯(lián)劑沒有殘留物。在洗凈前就沒有分析到殘留物。適合食品提純八大孔合成吸附樹脂應(yīng)用實(shí)例就大孔樹脂吸附技術(shù)自身而言,它工藝操作簡便,不十分繁瑣,難度不大,并且樹脂可多次使用,也可再生反復(fù)使用,成本不是很高,設(shè)備較簡單，而且這種工藝可以節(jié)約大量的能耗、輔料、包裝材料、貯藏、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用。合成吸附劑HP20 殘留物檢測報(bào)告殘留物名稱洗凈前濃度 ppm2.5BV洗滌 ppm5.0BV洗滌 ppm7.5BV洗滌 ppm甲苯251.8 000苯乙烯12.4000對 二乙基苯4.8000鄰 二乙基苯6.4000間 二乙基苯1.9000二丙基苯0.4000甲基茚滿0.6000乙基乙烯基苯2.6000乙基乙烯基苯0.8000苯甲醛0.4000樣品HP20 乙醇提取液 包括洗凈前和2.5 床體積洗滌和 5.0床體積洗滌 和7.5床體積洗滌后的乙醇提取液。分析方法 1定性分析 氣質(zhì)聯(lián)用 GC-MS測定條件：色譜柱 HP-INNOWAX 30m 0.25mm 0.25m 柱溫 40 2min 10 /min 240 5min 汽化室溫度 200 檢測器溫度 MS 150 載氣 ：氦氣 0.7mL/ min 進(jìn)樣量： 1l 檢測器 ： EI70 ev 掃描 儀器型號：Agirent HP-6890/HP-5973N 2定量分析 氣相色譜 GC-FID測定條件：色譜柱 HP-INNOWAX 30m 0.25mm 0.25m 柱溫 50 2min 10 /min 240 5min 汽化室溫度 200 檢測器溫度 240 載氣 ：氦氣 0.8mL/ min 進(jìn)樣量： 1l 分流比1/15 檢測器 ：FID 儀器型號：Agirent HP-6890以上的檢測結(jié)果為日本三菱化學(xué)委托日本茨城環(huán)境檢測株式會社測定。從檢測結(jié)果看所有的殘留物在經(jīng)過洗凈后全部為零。完全符合藥用要求。合成吸附劑SP825 殘留物檢測報(bào)告殘留物名稱洗凈前濃度 ppm2.5BV洗滌 ppm5.0BV洗滌 ppm7.5BV洗滌 ppm甲苯251.8 000二甲基十氫萘（異構(gòu)體）2.0000二甲基十氫萘（異構(gòu)體）2.2000二甲基十氫萘（異構(gòu)體）1.2000對 二乙基苯3.2000鄰 二乙基苯2.8000間 二乙基苯0.9000苯甲醛0.6000甲基安息香酸1.90004-乙基苯甲醛0.20001.3 二溴苯0.3000樣品SP825 乙醇提取液 包括洗凈前和2.5 床體積乙醇洗凈品和 5.0床體積乙醇洗凈品 和7.5床體積乙醇洗凈品。分析方法 1定性分析 氣質(zhì)聯(lián)用 GC-MS測定條件：色譜柱 HP-INNOWAX 30m 0.25mm 0.25m 柱溫 40 2min 10 /min 240 5min 汽化室溫度 200 檢測器溫度 MS 150 載氣 ：氦氣 0.7mL/ min 進(jìn)樣量： 1l 檢測器 ： EI70 ev 掃描 儀器型號：Agirent HP-6890/HP-5973N 2定量分析 氣相色譜測定條件：色譜柱 HP-INNOWAX 30m 0.25mm 0.25m 柱溫 50 2min 10 /min 240 5min 汽化室溫度 200 檢測器溫度 240 載氣 ：氦氣 0.8mL/ min 進(jìn)樣量： 1l 分流比 1/15 檢測器 ：FID 儀器型號：Agirent HP-6890以上的檢測結(jié)果為日本三菱化學(xué)委托日本茨城環(huán)境檢測株式會社測定。從檢測結(jié)果看所有的殘留物在經(jīng)過洗凈后全部為零。完全符合藥用要求。合成吸附劑SEPABEADS70 殘留物檢測報(bào)告樣品SP70 乙醇提取液 包括洗凈前和2.5 床體積乙醇洗凈品和 5.0床體積乙醇洗凈品 和7.5床體積乙醇洗凈品。 洗凈前和洗凈后均未檢出任何殘留物符合美國FDA的要求可用在食品工業(yè)中。分析方法 1定性分析 氣質(zhì)聯(lián)用 GC-MS測定條件：色譜柱 HP-INNOWAX 30m 0.25mm 0.25m 柱溫 40 2min 10 /min 240 5min 汽化室溫度 200 檢測器溫度 MS 150 載氣 ：氦氣 0.7mL/ min 進(jìn)樣量： 1l 檢測器 ： EI70 ev 儀器型號：Agirent HP-6890/HP-5973N 2定量分析 氣相色譜測定條件：色譜柱 HP-INNOWAX 30m 0.25mm 0.25m 柱溫 50 2min 10 /min 240 5min 汽化室溫度 200 檢測器溫度 240 載氣 ：氦氣 0.8mL/ min 進(jìn)樣量： 1l 檢測器 ：FID 儀器型號：Agirent HP-6890以上的檢測結(jié)果為日本三菱化學(xué)委托日本茨城環(huán)境檢測株式會社測定。采用乙醇提取的方法，用GC-MS 對合成吸附劑SP-70浸出物進(jìn)行定性定量分析，所有的檢出物包括甲苯、二甲基氫萘、二乙基苯、 苯甲醛、甲基安息香酸、4-乙基苯甲醛、 1，3二溴苯等多種不純物，在樹脂洗凈前均為未檢出?？梢姌渲臐崈舳群芨?