大孔吸附樹脂培訓(xùn)

培訓(xùn)人：孫啟明培訓(xùn)時間：2015年05月中藥有效部位分離純化技術(shù)大孔樹脂吸附分離概

述

大孔吸附樹脂吸附分離技術(shù)是采用大孔吸附樹脂通過物理吸附從中藥及其復(fù)方提取液中有選擇性地吸附其中的有效部分去除無效部分的一種提取純化的新工藝，可以達到分離、富集中藥有效部位或有效成分的目的。目前，該技術(shù)在日本已被廣泛應(yīng)用于“漢方藥”的生產(chǎn)中。一、大孔吸附樹脂簡介

大孔吸附樹脂是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的，是繼離子分離樹脂之后的一種新型材料，是一種多孔結(jié)構(gòu)，不溶于水的固體高分子物質(zhì)，具有選擇性好，吸附性強、吸附速度快、機械強度高、再生處理方便等優(yōu)點，大孔吸附樹脂吸附分離技術(shù)核心是樹脂的性能及應(yīng)用工藝，兩者對分離效果均有重要影響，因此使用該技術(shù)進行提取分離時，應(yīng)該首先了解大孔吸附樹脂的性能及使用方法。大孔吸附樹脂主要以苯乙烯、二乙烯苯等為原料，在0.5%的明膠溶液中加入一定比例的制孔劑聚合而成，其中，苯乙烯為聚合單體，二乙烯苯為交聯(lián)劑，甲苯、二甲苯等作為制孔劑，他們互相交聯(lián)聚合成了大孔吸附樹脂的多孔骨架結(jié)構(gòu)。大孔吸附樹脂的交聯(lián)劑有甲基丙烯酸等等，制孔劑有石蠟、煤油等等。1、組成與結(jié)構(gòu)

大孔吸附樹脂一般為白色球形顆粒，粒度為20-60目，大孔吸附樹脂的宏觀小球系有許多彼此間存在孔穴的微觀小球組成，其結(jié)構(gòu)的主要特點是多孔性，因此，孔徑、孔體積、孔表面積作為其結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，對其吸附性能有很大影響，大孔吸附樹脂的形狀是不規(guī)則的。1、組成與結(jié)構(gòu)

大孔吸附樹脂是吸附性和分子篩選原理相結(jié)合的分離材料，它的吸附是由于范德華力和產(chǎn)生氫鍵的結(jié)果，分子篩選是由于其本身的多孔結(jié)構(gòu)所決定的，因此，有機化合物根據(jù)分子量的大小及與大孔吸附樹脂吸附力的不同，在大孔樹脂上實現(xiàn)分離。大孔吸附樹脂的性能包括許多方面，對溶液中的溶質(zhì)的吸附量，吸附速度、吸附選擇性、脫附性能等，樹脂的性能可以通過上柱量、比吸附量來判斷大孔吸附樹脂分離純化的效果、質(zhì)量與效益。2、吸附原理與性能濕試密度：干樹脂重量（w）與水中沉降后的體積（v）的比值，是樹脂體積與重量的換算參數(shù)，可用于準(zhǔn)確評價大孔吸附樹脂的吸附、洗脫效果。比吸附量：單位質(zhì)量干樹脂吸附成分的總和，表示樹脂的真實吸附能力，比吸附量越大，吸附效果越強，是選擇樹脂種類、評價樹脂再生效果的重要參數(shù)。Q=（C0-Cr）*v/w其中C0為指標(biāo)成分起始濃度，Cr為指標(biāo)成分剩余濃度，v為溶液體積，W為干樹脂重量。2、吸附原理與性能大孔吸附樹脂按其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可分為非極性、中等極性、極性和強極性四種類型。例：

3、類型與規(guī)格產(chǎn)地樹脂名稱類型滄州寶恩D101樹脂非極性山東魯抗DM130弱極性4、質(zhì)量要求和質(zhì)量評價

大孔吸附樹脂的質(zhì)量對中藥純化效果和安全性起著決定性作用，在使用以前，充分了解各種樹脂的結(jié)構(gòu)、組成、性能和適用范圍，選擇適宜的樹脂，并按嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進行控制，對提高純化效果，保證純化產(chǎn)物的安全有效至關(guān)重要。

大孔吸附樹脂的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括名稱、型號、結(jié)構(gòu)、外觀性狀、極性、粒徑范圍、含水量、濕試密度、溶脹系數(shù)等物理參數(shù)。

目前，市場上銷售的大孔樹脂中大都含有未聚合的單體，交聯(lián)劑、制孔劑、分散劑及防腐劑等，這些有機物可能會在生產(chǎn)過程中帶入藥品中而危害人的身體健康。因此，樹脂的質(zhì)量評價是十分重要的。

4、質(zhì)量要求和質(zhì)量評價質(zhì)量評價的標(biāo)準(zhǔn)及方法應(yīng)該包括兩個方面：①樹脂殘留物檢查：為保證樹脂的安全可靠，應(yīng)對樹脂中未聚合的單體、制孔劑、分散劑等的殘留物總量進行檢查，制定檢測方法，并有合理的限度。②安全性試驗：苯乙烯型大孔吸附樹脂穩(wěn)定性一般較高，通?？梢酝ㄟ^動物安全性試驗，證明其安全性。4、質(zhì)量要求和質(zhì)量評價

大孔吸附樹脂在出廠前一般未進行徹底清洗，含有較多的未聚合的單體與交聯(lián)劑、制孔劑、分散劑、防腐劑等各種有機殘留物，如果直接使用會影響藥品的質(zhì)量與安全。因此使用前必須預(yù)處理，去除樹脂中雜質(zhì)，提高潔凈度，同時，合理的預(yù)處理方法還可使樹脂的孔得到最大限度的恢復(fù)，提高樹脂的吸附性能。樹脂預(yù)處理的方法還以采取回流提取法、滲漉法或水蒸汽蒸餾法，預(yù)處理的溶劑可以選擇乙醇、2%-5%鹽酸、2%-5%氫氧化鈉等。5、樹脂預(yù)處理

大孔吸附樹脂使用一定周期后，吸附能力下降，需要進行強化再生，樹脂再生選擇的溶劑可以是乙醇、甲醇等溶劑。樹脂再生后的性能會影響到下一輪的純化分離，因此在藥品生產(chǎn)中，需建立樹脂再生合格的檢測指標(biāo)，可以選擇比吸附量、洗脫量或吸附容量，原則上，對純化同一品種的樹脂，當(dāng)其吸附容量下降30%以上時，則應(yīng)視為不宜再使用。6、樹脂再生

大孔吸附樹脂應(yīng)濕態(tài)保存，不宜干燥，原因是易引起縮孔，使樹脂吸附能力下降，如果樹脂暴露在空氣中失水，可用乙醇或丙酮浸漬，使其充分溶脹后使用。大孔吸附樹脂應(yīng)在0℃以上貯存，因樹脂含水量在70%左右，溫度低于0℃會使球體脹裂，破壞強度。7、保存1、吸附方式分為靜態(tài)吸附和動態(tài)吸附兩種。靜態(tài)吸附可以在攪拌的槽中進行，溶液粘度較大，懸浮物較多時可用此法。動態(tài)吸附在樹脂柱中進行，藥液是流動的，因此被稱為動態(tài)吸附，動態(tài)吸附中，由于樹脂填裝的不均勻性、氣泡、壁效應(yīng)或溝流的存在，吸附面通常是不平整的，即存在“偏流”現(xiàn)象，并且當(dāng)吸附臨近結(jié)束時，部分組分從柱子漏出時，柱子底部的樹脂層尚未達到平衡，因此，動態(tài)吸附時，樹脂的容量可能會有些變化。8、大孔吸附樹脂的分離程序2、吸附速率在有充分時間進行吸附的情況下，不同型號的大孔吸附樹脂可能具有相近的飽和吸附量，但由于樹脂物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)的差別，其吸附速率是有差異的，可將樹脂分為三類：①慢速吸附樹脂：起始階段吸附量較小，達到平衡時間長，飽和吸附量不大②中速吸附樹脂：起始階段吸附量大，然后逐漸增加，達到平衡時間長③快速吸附樹脂起始階段吸附量有大有小，但均迅速達到平衡。8、大孔吸附樹脂的分離程序3、吸附樹脂柱大孔吸附樹脂一般采用蒸餾水濕法裝柱，在上樣之前，需要用水反復(fù)沖洗平衡，使樹脂沉降均勻，沒有氣泡，否則會因為壁效應(yīng)或溝流存在，在上樣時產(chǎn)生“偏流”的現(xiàn)象，導(dǎo)致樹脂吸附容量降低。8、大孔吸附樹脂的分離程序

樣品溶液的濃度、pH值、離子強度、溫度等對大孔吸附樹脂的吸附性能均有不同程度的影響，針對不同的品種，應(yīng)選擇合適的條件。9、大孔吸附樹脂吸附性能的影響條件1、濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，大孔吸附樹脂的吸附量隨樣品溶液濃度的增大而增大，但樣品溶液濃度的增加有一定的限度，隨著濃度的增加，樣品組分的分配系數(shù)會減小。9、大孔吸附樹脂吸附性能的影響條件2、pH值：pH值對酸性或堿性成分在大孔吸附樹脂上的吸附有著顯著的影響，因為pH的改變直接影響了酸性或堿性成分在溶液中的解離程度及存在狀態(tài)，亦影響了它們與樹脂的親和力。9、大孔吸附樹脂吸附性能的影響條件3、離子強度對大孔吸附樹脂而言，樣品組分在溶劑中的溶解度大，則在該溶劑中，樹脂對該物質(zhì)的吸附力就小，反之亦然，因此樣品溶液中的離子強度對樹脂的吸附性能影響明顯，離子強度的增加，可以加快樹脂對樣品組分的吸附速度。9、大孔吸附樹脂吸附性能的影響條件4、溫度對于一定的吸附體系，溫度過低，吸附過程往往在短時間內(nèi)達不到平衡，升高溫度有利于吸附量的升高，但同時吸附反應(yīng)又是一個放熱反應(yīng)，溫度過高，解析速率加大，反而不利于吸附，試驗證明，在20-40℃范圍內(nèi)，溫度對樹脂的吸附量較小，但溫度超過50℃時，比吸附量會明顯下降。9、大孔吸附樹脂吸附性能的影響條件1、洗脫溶劑洗脫溶劑的選擇應(yīng)符合兩種要求：一是洗脫溶劑應(yīng)能使大孔網(wǎng)狀吸附劑膨脹，可以減弱組分與吸附劑之間的吸附力。二是洗脫溶劑對組分溶解性良好，因為解析時不僅需要克服吸附力，而且當(dāng)溶劑分子擴散到吸附中心后，應(yīng)能使組分很快溶解。對于非極性大孔吸附樹脂，洗脫劑極性越小，洗脫能力越強，實際應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)大孔吸附樹脂對組分吸附力的強弱選用相應(yīng)的洗脫劑及濃度。10、大孔吸附樹脂洗脫的影響條件2、洗脫流速洗脫流速的變化會影響樹脂的洗脫體積，流速過小，解析速度慢，耗用時間長，流速過大，消耗溶劑增多，成本上升。10、大孔吸附樹脂洗脫的影響條件3、洗脫溫度若溫度升高，樹脂的吸附力顯著降低。也可考慮改變