大孔树脂的应用及技术要求

大孔树脂的应用及技术要求第1页，共71页，2023年，2月20日，星期四是20世纪60年代未在离子交换剂和其它吸附剂应用的基础上发展起来的一种新型树脂。是一种具有多孔立体结构，人工合成的有机高分子聚合物。是多孔网状结构，巨大的比表面积使其具有良好的吸附性能。能吸附液体中的特质，又称为大孔吸附树脂(macroporousabsorbingresin)大孔树脂（MacroporousResin，MR）第2页，共71页，2023年，2月20日，星期四主要应用植物活性成份的纯化如：皂苷、黄酮、内酯、生物碱中药复方精制及质量标准制定生物化学制品的净化、分离、回收工业废水、废液的处理第3页，共71页，2023年，2月20日，星期四一、基本知识第4页，共71页，2023年，2月20日，星期四（一）合成方法苯乙烯+二乙烯苯甲苯二甲苯+悬浮共聚抽提出甲苯二甲苯树脂珠体0.5%的明胶溶液溶剂抽提室温晾干25℃真空干燥成品其中：苯乙烯为聚合单体二乙烯苯为交联剂甲苯、二甲苯为致孔剂以聚苯乙烯系列为例第5页，共71页，2023年，2月20日，星期四聚苯乙烯类合成第6页，共71页，2023年，2月20日，星期四2、国产树脂的主要类型致孔剂：甲苯、石蜡、溶剂汽油、煤油、碳醇、聚乙烯醇等第7页，共71页，2023年，2月20日，星期四聚苯乙烯系列合成树脂：

Diaion:HP20,HP21Sepabeads:SP825,SP850Sepabeads:SP70,SP700修饰的聚苯乙烯系列合成树脂:Sepabeads:SP207异丁烯系列合成树脂:Diaion:HP2MG3、三菱化学的大孔吸附树脂第8页，共71页，2023年，2月20日，星期四4、进口树脂的主要型号美国：XAD系列日本：DiaionHP和SP系列Porapak系列Chromosorb系列第9页，共71页，2023年，2月20日，星期四5、主要理化性质性状：白色、乳白色至微黄色颗粒粒度：20~60目。稳定性：不溶于水、酸、碱及有机溶剂，加热不溶，可在150℃以下使用。含水量：40~75%。第10页，共71页，2023年，2月20日，星期四按其极性和所选用单体分子结构的不同，可分为：1．非极性吸附树脂：为苯乙烯-二乙烯聚合物AmberliteXAD-4DiaionHP-20上海试剂厂的D101、D102、D401南开大学的D1、D2、D3、D42．中等极性吸附树脂：为聚丙烯酸酯型聚合物AmberliteXAD-6、XAD-7、XAD-83．极性吸附树脂：含硫氧、酰胺等基团AmberliteXAD-9；南大化工厂的X-5、S-8天津试剂二厂的GDX-501、GDX-601等4．强极性吸附树脂：含氨基、吡啶、氧化氮等极性基因AmberliteXAD-11、AmberliteXAD-12、天津试剂二厂的GDX-402、GDX-403等6、类型第11页，共71页，2023年，2月20日，星期四国产大孔吸附树脂的主要型号及生产企业型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径HPD100沧州宝恩化工有限公司苯乙烯非极性55035HPD300沧州宝恩化工有限公司苯乙烯非极性65027HPD400沧州宝恩化工有限公司苯乙烯弱极性55083HPD500沧州宝恩化工有限公司苯乙烯弱极性52048HPD600沧州宝恩化工有限公司苯乙烯极性61028第12页，共71页，2023年，2月20日，星期四型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径D101天津农药厂苯乙烯非极性

D201天津农药厂苯乙烯弱极性

D301天津农药厂苯乙烯弱极性

GDX-104天津试剂二厂苯乙烯非极性590

GDX-401天津试剂二厂乙烯、吡啶强极性370

GDX-501天津试剂二厂含氮极性80

GDX-601天津试剂二厂强极性基团强极性90

第13页，共71页，2023年，2月20日，星期四型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径SIP-1100上海医药工业研究院

非极性450-55090SIP-1200上海医药工业研究院

非极性500-600120SIP-1300上海医药工业研究院

非极性550-58060SIP-1400上海医药工业研究院

非极性600-65070上试101上海试剂厂苯乙烯非极性

上试102上海试剂厂苯乙烯非极性

上试401上海试剂厂苯乙烯非极性

上试402上海试剂厂苯乙烯非极性

第14页，共71页，2023年，2月20日，星期四型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径南大3520南开大学化工厂苯乙烯非极性

D1南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性

D2南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性382133D3南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性

D4南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性

D5南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性

D6南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性46673D8南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性71266Ds2南开大学化工厂苯乙烯非极性64259Ds5南开大学化工厂苯乙烯非极性415104第15页，共71页，2023年，2月20日，星期四型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径Dm2南开大学化工厂α-甲基苯乙烯非极性26624Dm5南开大学化工厂α-甲基苯乙烯非极性41332X-5南开大学化工厂苯乙烯非极性500-600290D-3520南开大学化工厂苯乙烯非极性480-52085-90D-4006南开大学化工厂苯乙烯非极性400-44065-75H-107南开大学化工厂苯乙烯非极性1000-1300

AB-8南开大学化工厂苯乙烯弱极性480-520130-140NKA-9南开大学化工厂苯乙烯极性250-290155-165NKA-Ⅱ南开大学化工厂苯乙烯极性

S-8南开大学化工厂苯乙烯极性100-120280-300第16页，共71页，2023年，2月20日，星期四小结骨架类型：苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯腈、异丁烯等交联剂：二乙烯苯等致孔剂：甲苯、石蜡、溶剂汽油、煤油、碳醇、聚乙烯醇等分散剂：明胶等第17页，共71页，2023年，2月20日，星期四二、一般特性第18页，共71页，2023年，2月20日，星期四1、吸附质的分子大小与树脂孔径吸附质通过树脂的孔道而扩散到树脂的内表面被吸附，其吸附能力的大小除取决于比表面积外，还与吸附质的分子量和构型有关，树脂孔径的大小直接影响不同大小分子的自由出入，从而使树脂具有选择性。因此，只有当孔径对于吸附质足够大时，比表面积才能充分发挥作用。以头孢素C为例，用AmberliteXAD-4和SIP-7300型进行比较，尽管前者比表面积大，但平均孔径小，因此吸附速度较慢，解吸不够集中，杂质的分离效果也较差。第19页，共71页，2023年，2月20日，星期四2、树脂的强度MR强度与孔隙率有直接关系，也和制备工艺有关，一般地树脂孔隙率越高，孔体积越大，则强度越差，树脂的强度直接影响树脂的使用寿命，从而影响着树脂工艺法的成本。第20页，共71页，2023年，2月20日，星期四3、吸附物性质与树脂极性选择遵从类似物质吸附类似的“相似相容”原则，根据吸附物的极性大小选择不同类型的树脂极性较大成分一般适用于中极性MR分离极性较小成分一般适用于非极性MR分离第21页，共71页，2023年，2月20日，星期四4、分离规律分子量相似的成分极性越小，吸附能力越强，则越难洗脱下来；极性越大，吸附能力越弱，则越易洗脱下来。极性相似的成分分子量越大，越易洗脱下来。第22页，共71页，2023年，2月20日，星期四三、纯化中药成分第23页，共71页，2023年，2月20日，星期四药液水洗脱剂再生剂分段收集泵检测器/过程控制器储罐

树脂柱纯化流程树脂→预处理→上样→吸附→洗脱→收集洗脱液→回收、浓缩→干燥→成品第24页，共71页，2023年，2月20日，星期四（一）操作基本步骤1．树脂的预处理树脂使用前，需根据使用要求进行程度不同的预处理，目的是将树脂内孔残存的未聚合单体与致孔剂、分散剂、防腐剂等有机残留物除去，提高树脂洁净度，提高树脂使用的安全性。①用水除去水溶性杂质②用有机溶剂除去脂溶性杂质③再用吸附介质除去残留的其它溶剂，以免影响树脂的吸附量第25页，共71页，2023年，2月20日，星期四

大孔树脂HP-20

第一步第二步第三步第四步第五步水洗95%乙醇洗水洗95%乙醇洗水洗脱反复多次3BV反复多次5BV反复多次

弃弃弃回收检查

检查：取第五步水洗脱液100ml，水浴蒸干后，取1～2ml加乙醇溶解，滴加水到乙醇溶液中，溶液中无白色浑浊现象。检查主要针对树脂中残留交联剂、制孔剂是否洗脱完全。树脂预处理第26页，共71页，2023年，2月20日，星期四2、装柱与药液的上柱吸附药液上柱前的预处理为避免大孔树脂被污染堵塞，药液上柱前一般需经过滤处理，除去较多的悬浮颗粒杂质，保证树脂的使用顺利。泄漏曲线与吸附容量树脂吸附容量=泄漏点前上柱样品体积（ml)×样品浓度（mg.L-1)第27页，共71页，2023年，2月20日，星期四3、上柱工艺条件的筛选上样溶液的pH值根据化合物结构特点，灵活改变溶液pH值，可使提纯工作达到理想效果MR对中药成份的吸附遵循类似物易吸附类似物的原理，通常，酸性成分在酸液中能充分吸附，碱性成分则在碱性条件下能被较好地吸附，中性成分可在中性的条件下被吸附。药液浓度，流速及树脂柱径高比上述因素也直接影响了MR的吸附性能，可用正交实验考察之。第28页，共71页，2023年，2月20日，星期四4、树脂的解吸分离洗脱剂选择基本要求依据“相似相溶”原理。非极性MR，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强；中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来讲，则用极性较大的溶剂洗脱较为合适。第29页，共71页，2023年，2月20日，星期四分离的工艺一般经验工序流速流量备注填充

逆流洗脱

除去小粒子及破碎树脂前处理SV=1-55-10BV用（含水）乙醇等进行洗脱水洗脱SV=1-53-4BV必要时根据吸附剂的PH值使用缓冲液吸附SV=0.5-3根据吸附量应在吸附容量以下水洗SV=1-50.5-1BV将吸附液洗出溶出SV=0.5-32-10BV乙醇丙酮等的（含水）溶液溶出酸、碱、缓冲液等调节pH值或两者并用使有效成分溶出水洗脱SV=1-53-4BV必要时根据吸附液的PH值应用缓冲液再生SV=0.5-33-4BV多次应用乙醇，丙酮，碱+乙醇等溶剂水洗脱SV=1-53-4BV碱再生后加入酸中和第30页，共71页，2023年，2月20日，星期四四、树脂的再生第31页，共71页，2023年，2月20日，星期四1、树脂的再生其方法是一般用无水乙醇或95%乙醇洗脱至无色后，树脂柱即已再生。然后用大量水洗去醇，可用于相同植物成分的分离。若树脂颜色变深，可试用稀碱或稀酸溶液清洗，最后水洗至中性。树脂再生的评价指标应从树脂的吸附性能、稳定性等方面综合判断。具体可用比吸附量、比洗脱量、有效成份保留率及纯度等指标评价。第32页，共71页，2023年，2月20日，星期四2、预处理常用方法

方法：回流法、渗漉法和水蒸气蒸馏法等溶剂：乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇及稀酸、稀碱溶液一般方法：有机溶剂浸泡12h→洗脱2~3BV→浸泡3~5h，洗脱→浸泡，洗脱→加2~5%盐酸浸泡，洗脱→水洗至pH值中性→加2~5%氢氧化钠浸泡，洗脱→水洗至pH值中性。第33页，共71页，2023年，2月20日，星期四3、再生的常用方法再生溶剂的选择①乙醇：50％→95％②甲醇：50％→100％③异丙醇：④丙酮：50％→100％⑤碱性乙醇溶液：⑥2～5％盐酸：⑦2～5％NaOH：洗脱方法①正洗脱：②逆流洗脱：简单再生用不同浓度溶剂按极性从大到小梯度洗脱，再用2~3BV的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱，水洗至pH值中性即可使用强化再生先用不同浓度的有机溶剂洗脱后，反复用大体积稀酸、稀碱溶液交替强化洗脱后，水洗至pH值中性即可使用第34页，共71页，2023年，2月20日，星期四五、残留物检查第35页，共71页，2023年，2月20日，星期四D-1011BV3.5BV第36页，共71页，2023年，2月20日，星期四D-2011BV2BV第37页，共71页，2023年，2月20日，星期四HPD-1001BV4BV第38页，共71页，2023年，2月20日，星期四HPD4001BV3BV第39页，共71页，2023年，2月20日，星期四HPD-5001BV3.5BV第40页，共71页，2023年，2月20日，星期四1、检测方法的建立检查方法：气相色谱法。检查成分：应根据树脂合成过程中使用的原料和溶剂确定检查成分。测定方法：溶剂进样法或顶空进样法，溶剂进样法优于顶空进样法。含量限度：苯不得超过2ppm，其它有机残留物不得超过20ppm。第41页，共71页，2023年，2月20日，星期四方法学考察标准曲线和线性关系考察空白溶剂的气相色谱检测基线噪音和最低检测限的测定精密度考察重现性考察样品的测定第42页，共71页，2023年，2月20日，星期四检测方法色谱柱：DB-624毛细管柱（30*0.32*1.8）进样口：220℃，不分流℃检测器：250℃，氢30mL/min,

空气：300mL/min,

尾吹：30mL/min柱温：40℃，以14℃/min升至190℃载气：氮气，流速：2.5mL/min进样量：1µL第43页，共71页，2023年，2月20日，星期四混合对照品色谱图苯甲苯二甲苯苯乙烯癸烷二乙苯十一烷二乙烯苯十二烷萘第44页，共71页，2023年，2月20日，星期四# TimeAreaHeightWidthSymmetryname4.12138.2 11.8 0.05370.813苯5.451228.494.20.04430.941甲苯6.79614851.80.04941.494对－二甲苯7.167227.2102.8 0.04580.997苯乙烯＋邻－二甲苯8.046169.573.10.047 1癸烷9.025172.1480.05780.529间－二乙苯9.232217.488.60.04461.002十一烷9.5568.521.20.05380.362间

–乙烯乙基苯9.96862.127.4 0.04641.05间-二乙烯苯10.347209.970.80.05061.361十二烷11.056243.596.70.04941.011萘各有机残留物标准色谱图（苯:2ppm,甲苯等：10ppm）

混合对照品的检测结果第45页，共71页，2023年，2月20日，星期四标准曲线与线性范围考察苯：1--5ppm,r=0.9979,Y=26.96X+1.94甲苯：2--15ppm,r=0.9990,Y=23.91X-3.43二甲苯：2--15ppm,r=0.9983,Y=13.82X-3.39苯乙烯：2--15ppm,r=0.9980,Y=30.51X-8.63二乙苯：2--15ppm,r=0.9965,Y=14.70X-5.28二乙烯苯：2--15ppm,r=0.9946,Y=5.57X-1.17萘：2--15ppm,r=0.9931,Y=23.97X-14.19十烷：1.5--30ppm,r=0.9976,Y=29.24X-21.59十一烷：1.5--30ppm,r=0.9980,Y=27.27X-16.94十二烷：1.5--30ppm,r=0.9977,Y=25.55X-18.60第46页，共71页，2023年，2月20日，星期四最低检测限考察苯：0.01ppm甲苯：0.008ppm二甲苯：0.015ppm苯乙烯：0.007ppm二乙苯：0.015ppm二乙烯苯：0.03ppm萘：0.01ppm十烷：0.01ppm十一烷：0.01ppm十二烷：0.01ppm第47页，共71页，2023年，2月20日，星期四HPD500HPD400D101不同型号药用树脂有机残留物检测结果第48页，共71页，2023年，2月20日，星期四六、中药保健食品中使用

大孔吸附树脂的技术要求第49页，共71页，2023年，2月20日，星期四大孔吸附树脂在保健食品中应用的现状银杏提取物24％黄酮、6％的内酯大豆异黄酮40％的异黄酮葡萄籽提取物处理办法挂伪造制备工艺第50页，共71页，2023年，2月20日，星期四大孔吸附树脂规格标准标准内容应包括大孔吸附树脂名称、牌（型）号、结构合成原料（主要原料、交联剂、致孔剂、分散剂等名称和规格）物理性状：外观、极性和粒径范围、含水量、湿密度、干密度、比表面积、孔径、孔隙率、孔容等大孔吸附树脂标准级别等。第51页，共71页，2023年，2月20日，星期四大孔吸附树脂使用说明书大孔吸附树脂性能简介、适用范围、主要原料和添加剂种类与名称；残留物包括未聚单体、交联剂、主要添加剂及其残留量检测方法和限量标准及依据；使用方法和注意事项，包括新大孔吸附树脂的预处理方法、再生处理方法和操作注意事项、贮存条件等，以及可能出现异常情况的处理方法。第52页，共71页，2023年，2月20日，星期四与产品生产有关的资料提供生产批号、生产时间、产品检验报告书第53页，共71页，2023年，2月20日，星期四相关证明文件大孔吸附树脂生产企业的企业名称、地址、电话、营业执照及相关生产许可证件的复印件等。第54页，共71页，2023年，2月20日，星期四研究资料的技术要求（1）写明用大孔吸附树脂纯化的目的与依据详细说明应用树脂进行分离、纯化的目的和必要性，并提供相关研究或文献资料。详细说明树脂的预处理方法和合格标准预处理方法：包括考察预处理溶剂的种类、用量、浸泡时间、流速、温度、pH等工艺参数和操作规程。第55页，共71页，2023年，2月20日，星期四研究资料的技术要求（2）生产工艺的研究资料树脂型号的选择、比上柱量、比吸附量、比洗脱量、树脂柱的径-高比、提取液的适宜上柱温度、pH及流速、解吸附溶剂及其条件的选择、解吸附终点判定方法等研究资料，并将上述资料作为该产品生产工艺的一部分。大孔吸附树脂再生方法的确定树脂经使用后，吸附能力下降，应进行再生处理。根据功效成分和树脂的性质，制订树脂再生处理方法及其合格标准申请人应制定相应的标准、SOP并列入企标附录第56页，共71页，2023年，2月20日，星期四研究资料的技术要求（3）保健食品的原料使用树脂者申请时还应提供原料生产企业的详细资料原料的制备工艺和详细的质量标准，包括原料中大孔吸附树脂残留物的标准和检测报告。申请人应提供由SFDA认定的检验机构出具的该原料大孔吸附树脂残留物的检验报告。第57页，共71页，2023年，2月20日，星期四安全性毒理学评价资料产品及原料生产过程中应用的要求：树脂应用前应进行预处理，处理后树脂中的有机残留物应控制：对苯乙烯骨架：苯残留量<2ppm、二乙烯苯<20ppm。对其它类型的树脂，根据具体情况确定限量标准。原则上,不得使用再生后的比吸附量仍下降达30%以上时的树脂保健食品原料生产者，应对原料的树脂残留物进行检验或复核。苯乙烯骨架：原料中二乙烯苯<50μg/kg，并将此列入企业标准。若原料质量达到上述标准的，可免测终产品的树脂残留物量。第58页，共71页，2023年，2月20日，星期四安全性毒理学评价资料产品及原料生产过程中应用的要求：建立树脂残留物的检测方法和标准，并列入企业标准。对保健食品生产过程中应用树脂者苯乙烯骨架：其产品中二乙烯苯含量要求为小于50μg/kg。原则上，不得以多个动植物原料混合后再用树脂纯化生产保健食品。第59页，共71页，2023年，2月20日，星期四七、起草说明第60页，共71页，2023年，2月20日，星期四起草的指导思想根据保健食品的特点无规则的、长期的、甚至是可以大量食用的首要问题是其安全性；其次是其保健功能根据国际标准借鉴FDA对食品中应用树脂的要求，便于企业的产品得到国际的认可根据中药特点中药成分的复杂性，决定了应考察其合理性根据企业现状和目前的科技水平标准的制订应考虑企业的科技水平和目前我国科技的水平，特别是中药的科研水平，严格要求和灵活掌握相结合。第61页，共71页，2023年，2月20日，星期四对技术要求的解释基本原则“以动、植物为原料制备的保健食品，原则上不宜过分的提纯，尽量保持其传统食用习惯，以保证其长期食用的安全性。”依据用于保健品的原料若过于纯化，功效作用会增强，但是，可能的毒副作用也将可能增加或增多。借鉴FDA对植物药的做法对于过分纯化植物性产品，要求严格的安全性资料第62页，共71页，2023年，2月20日，星期四解释大孔吸附树脂有各种型号和规格，分别具有各自相应的特性；在用大孔吸附树脂纯化食品原料中，根据功效成分的化学性质的不同，应选择适宜的树脂进行产品的纯化。树脂合格与否直接影响产品的质量和安全第63页，共71页，2023年，2月20日，星期四依据树脂由于其合成原料来源的不同，其安全性是不同的，为此，FDA规定：二乙烯苯原料的纯度应达到二乙烯苯不少于79%(W/W)，乙基二乙烯苯不少于15-20%(W/W)、非聚合杂质应低于4%(W/W)；合成树脂时所采用的致孔剂、交联剂、添加剂等的不同，有可能直接影响到保健食品的安全性。故必须对树脂的原料进行限定和明确。合成树脂的交联剂、致孔剂等须由树脂生产企业出具证明，并在出厂时达到相应的树脂质量标准。用树脂生产保健食品的单位在使用时，应对树脂进行预处理，并制定相应的SOP，以保证在生产出的食品中的树脂或有毒添加剂的残留在国际安全标准的范围之内。第64页，共71页，2023年，2月20日，星期四采用大孔吸附树脂工艺的中药技术要求(草案)1．所有大孔吸附树脂必须提供“药监局规定的技术要求”所规定的项目外，另应增加重金属限量检查。2．苯乙烯骨架型大孔吸附树脂残留物检查项目为：甲苯、二甲苯、二乙基苯类（二乙烯基）、烷烃类、苯乙烯、苯；其限量不能高于国家标准或国际通用标准。若采用其它类型的大孔吸附树脂，或有其它类型添加剂、致孔剂等，则应制订相应基团或添加剂、致孔剂的限量检查。3．化学指标控制了大孔吸附树脂残留量，可以考虑不再增加作安全性动物试验。4．苯乙烯骨架型大孔吸附树脂前处理合格评价指标：a用三倍量乙醇洗脱树脂柱，洗脱液加等量水不应显浑浊;b洗脱液用紫外光谱扫描不得检出吸收峰；c其它类型树脂应建立相应评价指标。附第65页，共71页，2023年，2月20日，星期四采用大孔吸附树脂工艺的中药技术要求（草案）

5．苯乙烯骨架型大孔吸附树脂再生次数不宜硬行规定，当吸附容量下降30％以上，则应视为不宜再使用。6.大孔吸附树脂纯化复方是发展趋势，但应说明采用大孔吸附树脂纯化的必要性与方法的合理性。二类以上新药（除注射剂外）用理化指标评价即可，三类混合上柱纯化者，在理化指标难以反应合理性时，应配合主要药效学对比试验，以保证上柱前与洗脱后药物的“等效性”。7.上柱、吸附、洗脱为大孔吸附树脂纯化主要工艺步骤，可用上柱量、比吸附量、保留率、纯度等参数来评价纯化效果。8．注射液纯化要求的特殊性，应选用专用大孔吸附树脂，其树脂所有项目残留量应是同类树脂中残留量最低者。9.建议在成品中建立树脂残留物或裂解物的检测项目与方法，并制订合理的限量（二类以上可以仅控制原料）。附第66页，共71页，2023年，2月20日，星期四分析一般来说，应用大孔树脂纯化处理植物性药品时，绝大多数为聚乙烯苯类和聚丙烯酸酯类树脂。生产企业针对树脂的特性有其预处理方法，但是，