单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,植 化 方 法 学,宋少江,植 化 方 法 学,第一节大孔吸附树脂分离纯化技术,大孔吸附树脂是70年代以来发展起来的有机高聚物吸附剂，具有较好的吸附性能它的化学结构与离子交换树脂类似，区别在于后者引入可进行离子交换的酸性或碱性基团它的吸附作用是通过表面吸附、表面电性或形成氢键多用于工业生产中，此外也用于临床化验以及作为气相色谱的载体目前在中草药化学成分的分离、富集中的应用越来越受到人们的重视,第一节大孔吸附树脂分离纯化技术,大孔树脂吸附分离工艺是对中药提取工艺影响大、带动面最广的技术之一该工艺操作简便，成本较低，树脂可反复使用，适合工业生产按日投产3吨生药计算，增加固定资产的投资15万元，而每年因此节约的能耗、辅料、包装材料、储藏、运输费用至少在百万以上因此，它具有很强的推广应用价值,将对中药提取技术的跳跃式进步起到促进作用大孔树脂吸附分离工艺是对中药提取工艺影响大、,植化方法学课件2,植化方法学课件2,一、,大孔吸附树脂的性质和分离原理,大孔吸附树脂多为白色的球状颗粒，粒度多为2060目，通常分为非极性和极性两大类，根据极性大小还可分为弱极性、中等极性和强极性。
目前常用的为苯乙烯型和丙烯腈型，在树脂合成时根据需要引入极性基团则成为极性树脂从而增强吸附能力它的理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂对有机物的选择性较好，不受无机盐类及强离子低分子化合物存在的影响一、大孔吸附树脂的性质和分离原理,吸附原理,：,大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分离材料它的,吸附性,是由于范德华引力或生成氢键的结果筛选原理,是由于其本身多孔性结构所决定由于吸附和筛选原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而分开这使得有机化合物尤其是水溶性化合物的提纯得以大大简化吸附原理：大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分离材料它的,二 大孔树脂吸附作用的影响因素,图1原理示意图,二 大孔树脂吸附作用的影响因素 图1原理示意图,树脂本身化学结构的影响,大孔吸附树脂是一种表面吸附剂，其吸附力与树脂的比表面积表电性、能否与被吸附物形成氢健等有关引入极性集团可以改变表面电性或使其与某些被分离的化合物形成氢键，影响吸附作用一般非极性化合物在水中可以被非极性树脂吸附，极性化合物在水中被极性树脂吸附树脂本身化学结构的影响,相似者易吸附的规律：,苯乙烯型树脂易吸附含有共轭双键、双键和芳香核的物质吸附作用强。
非极性树脂易吸附非极性物质,极性吸附树脂易吸附极性物质,孔径大小最佳比为吸附树脂孔径/吸附物质=36/1为好树脂粒度：20 60目为宜,相似者易吸附的规律：,溶剂的影响,被吸附的化合物在溶剂中的溶解度对吸附性能也有很大的影响通常一种物质在某种溶剂中溶解度大，树脂对其吸附力就弱如有机酸盐及生物碱盐在水中的溶解度大，树脂对其吸附弱含有多量无机盐的中草药水提取物分离时，由于无机盐在水中的溶解度很大，无机盐很快随溶剂前沿被排出，故可用大孔吸附树脂代替半透膜脱盐溶剂的影响,有人用几种黄酮化合物的碱性水溶液进行吸附实验，在,D,和,DA-,型非极性树脂上的吸附力弱，易为水所洗脱而游离黄酮本身在树脂上的吸附力则增大由此可见，,酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在碱性溶液中进行吸附较为适宜有人用几种黄酮化合物的碱性水溶液进行吸附实验,被吸附的化合物的结构的影响,被吸附化合物的分子量大小不同，要选择适当孔径的树脂以达到有效分离的目的在同一种树脂中，树脂对分子量大的化合物吸附作用较大化合物的极性增加时，树脂对其吸附力也随之增加若树脂和化合物之间产生氢键作用，吸附作用也将增强被吸附的化合物的结构的影响,两种分子间作用力的结果、相互竞争、相互取代、即溶质分子和溶剂之间的作用力必须小于溶质分子和树脂表面的作用力。
这种物质才能被吸附，故溶质在溶剂中的溶解度愈小，愈易被吸附吸附量与吸附质的浓度大小有较大关系，吸附量随吸附质的浓度增加而增加两种分子间作用力的结果、相互竞争、相互取代、即溶质分子和,溶液,pH,的影响：,通过实验确定，但有规律，即,pH,值不同在溶剂中的溶解度和解离度不同可估计出来吸附规律温度的影响：,吸附作用是一个放热过程，因而升高温度对吸附不利，而对脱吸附有利，特别有些中药成分在温度升高时溶解度增大，同样不利于吸附溶液pH的影响：,温度影响：通过静态试验证实以2535较好，温度太高或太低均有所下降解吸（洗脱）是吸热过程因此温度高一些比较好，解吸温度以5080为最宜流速：18倍树脂体积每,hr,基本可行采用,DA-201,型大孔吸附树脂：,试验条件：,吸附柱：,2.4cm，,玻璃柱填充高度（,h）48.9cm树脂：弱极性,DA-201,型吸附树脂25,g（,干）水溶胀后体积104.8,m1流速：4.8,ml/,毫升树脂/小时,洗脱方式：自上而下顺流,实例：,Morin （,桑色素）为例,采用DA-201型大孔吸附树脂：实例：Morin （桑,：,吸附曲线,图3吸附曲线（流出体积与含,Morin,量关系）,试验结果,：图3吸附曲线（流出体积与含Morin量关系）试验结果,洗脱,树脂吸附,Morin,饱和后（以排出,Morin,量超过0.3,mg/l,为标准）用甲醇洗脱。
甲醇中加入0.1的苛性碱调,pH,值为11）当甲醇用量为树脂体积0.5倍时洗脱,Morin,量达最高值,图4洗脱曲线,洗脱 图4洗脱曲线,吸附柱径（,）,高（,h）,比：,图5 平均排出口浓度与,h/,比,之间关系,由上图可知，随着树脂柱的,h/,比增大，排出,Morin,的含量明显下降，说明吸附越好，但太大的（,h/）,比将增大流体阻力，以10201为宜吸附柱径（）高（h）比：图5 平,串联柱与单柱吸附效果比较,以试验说明串联和单柱，同一径高比处理效果基本一致,串联柱与单柱吸附效果比较,三 大孔吸附树脂分离条件的确立,要想达到较好的分离效果，必须根据被分离化合物的大致结构特征来确定分离条件首先,要根据被分离化合物的分子体积的大小通过预实验或查文献资料获得所应选用的树脂的适当孔径其次,，要根据分子中是否含有酚羟基、羧基或碱性氮原子来确定树脂的型号和分离条件一般来说要达到满意的分离效果，还应注意以下几方面的影响三 大孔吸附树脂分离条件的确立 要想达到较好的分离效果，必须,上样溶液的,pH,值,酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在碱性溶液中进行吸附较为适宜如：酚性化合物山奈酚的提取,上样溶液的pH值 酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在,洗脱液的选择,洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮及乙酸乙酯。
根据吸附力强弱选用不同的洗脱剂及浓度对非极性大孔吸附树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强对中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来说，则用极性较大的洗脱剂为佳为达到满意的效果，可通过几种洗脱剂浓度的比较来确定最佳洗脱浓度实际工作中甲醇、乙醇、丙酮应用较多洗脱液的选择 洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮及乙酸乙酯根据吸,树脂柱的清洗,化合物经树脂柱吸附之后，在树脂表面或内部还残留着许多非极性成分或吸附性杂质成分，这些杂质必须在清洗过程中尽量洗除非极性成分一般用水即可洗除，而吸附性杂质根据情况可用一定浓度的酸或碱液除去一般情况下洗至近无色即可树脂柱的清洗,四、产品特性及使用方法：,1）由于吸附树脂的性能可以人为调节，故可因交联剂、致孔剂、,pH,等因素不同，人为调整，加强适应性，扩大各种中药成分的应用范围2）由于吸附树脂物化性能稳定，耐酸碱，且不受无机盐存在的影响，所以对工业废水的处理，中药的酸碱化后的有效成分提取，有很大应用前景四、产品特性及使用方法：2）由于吸附树脂物化性能稳定，耐酸碱,3）可以反复应用，经济再生，（而活性炭，硅胶等不能经济再生），是它最突出的优点4）使用寿命长：,可长达5年之久，（10001800余次），直到变成粉未状、流速影响为止。
3）可以反复应用，经济再生，（而活性炭，硅胶等不能经济再生,建议操作：,步骤,流速,流量,备注,填充装柱,湿法装柱，树脂装填高度小于3米,逆流洗柱,水洗除去小粒子及破碎树脂,前处理,1-5,BV/h,3,BV,用乙醇等进行予处理水洗脱,1-5,BV/h,3,BV,必要时根据吸附剂的,PH,值使用缓冲溶液,吸附,1-4,BV/h,根据吸附量,应在吸附容量以下PH=5-8，,温度50度上柱药液加入,NACL,有利于提高吸附容量水洗,2-3,BV/h,0.5-1,BV,将吸附在树脂上的杂质洗出,解吸,0.5-3,BV/h,2-3,BV/h,乙醇、丙酮等的（含水）溶液溶出有效成份温度高有利于解吸,再生,0.5-3,BV/h,3-4,BV/h,多次应用乙醇、丙酮、碱+乙醇、碱+异丙醇等溶剂,水洗,2-3,BV/h,3-4,BV/h,碱再生后加入酸中和,建议操作：步骤流速流量备注填充装柱湿法装柱，树脂装填高度,1)树脂含水70%左右，湿态0以上保存严防冬季将球体冻裂2)使用前，进行程度不同的予处理,将树脂内孔残存的惰性溶剂浸除方法是在提取器内加入高于树脂层10,cm,的乙醇浸渍4小时，然后用乙醇淋洗，洗至流出液在试管中用水稀释不浑浊时为止。
最后用水反复洗涤至乙醇含量小于1%或无明显乙醇气味后即可用于生产3)生产中，建议树脂装填高度2米左右，吸附流速4-10米/小时（1-4,BV/,小时）解吸剂可选用乙醇、甲醇、丙酮等1)树脂含水70%左右，湿态0以上保存严防冬季将球体冻,4）树脂强化再生方法：当树脂使用一定周期后,吸附能力降低或受污染严重时需强化再生，其方法是在容器内加入高于树脂层10,CM,的3%-5%盐酸溶液浸泡2-4小时，然后进行淋洗通柱继用3-4倍树脂体积同浓度的盐酸溶液通柱,然后用净水洗至接近中性；再用3%-5%的氢氧化钠溶液浸泡4小时最后淋洗通柱,用同浓度的3-4倍树脂体积的氢氧化钠溶液通柱，最后用净水清洗至,PH,值为中性,备用4）树脂强化再生方法：当树脂使用一定周期后,吸附能力降低,五、在中草药有效成分的分离、富集中的应用,大孔吸附树脂对中草药化学成分如生物碱、黄酮、皂苷、香豆素及其他一些苷类成分都有一定的吸附作用对糖类的吸附能力很差，对色素的吸附能力较强五、在中草药有效成分的分离、富集中的应用,在皂苷类化合物分离、富集中的应用,在测定人参总皂苷的含量时应用,D101,型大孔吸附树脂对样品进行处理，人参皂苷可完全吸附在树脂柱上，且易于解吸回收，回收率为 94.58，而且此树脂柱经充分淋洗后即可重复使用，方法简便。
用大孔吸附树脂法提取蒺藜总皂苷将蒺藜的提取液上,D-101,型大孔吸附树脂柱，用水洗至流出液无色后，用800,mLL,乙醇洗脱至薄层检查无蒺藜总皂苷为止这样制得的蒺藜黎总皂苷可有效去除糖类等水溶性杂质及大部分脂溶性杂，皂苷的得率也明显优于传统方法在皂苷类化合物分离、富集中的应用,黄酮类化合物分离、富集中的应用,用大孔树脂分离葛根中的总黄酮，将葛根的70乙醇提取的浓缩液加到大孔树脂柱上，先用水洗脱，再用70乙醇洗脱至,TLC,检查无葛根素斑点为止这样制得的葛根总黄酮的收率为9.92（占生药总黄酮的84.58），高于正丁醇法的 5.42，2种方法的主要成分基本一致用大孔吸附树脂对黄酮类吸附效果较好，具有操作简便、树脂再生容易、有机溶剂用量小、提取率高的特点黄酮类化合物分离、富集中的应用,在苷类化合物分离、富集中的应用,在对赤芍总苷的生产工艺进行研究中发现赤芍的70乙醇提取液浓缩后上大孔吸附树脂柱，水洗脱后用20乙醇洗脱，收集洗脱液，浓缩即得赤芍总苷，收率为5以上，且其中所含的芍药苷占75以上具有操作简便、树脂再生容易、得率恒定、产品质量稳定等特点在苷类化合物分离、富集中的应用,在酚性和酸性化。