大孔吸附树脂培训

培训人：孙启明培训时间：2015年05月中药有效部位分离纯化技术大孔树脂吸附分离概

述

大孔吸附树脂吸附分离技术是采用大孔吸附树脂通过物理吸附从中药及其复方提取液中有选择性地吸附其中的有效部分去除无效部分的一种提取纯化的新工艺，可以达到分离、富集中药有效部位或有效成分的目的。目前，该技术在日本已被广泛应用于“汉方药”的生产中。一、大孔吸附树脂简介

大孔吸附树脂是20世纪60年代发展起来的，是继离子分离树脂之后的一种新型材料，是一种多孔结构，不溶于水的固体高分子物质，具有选择性好，吸附性强、吸附速度快、机械强度高、再生处理方便等优点，大孔吸附树脂吸附分离技术核心是树脂的性能及应用工艺，两者对分离效果均有重要影响，因此使用该技术进行提取分离时，应该首先了解大孔吸附树脂的性能及使用方法。大孔吸附树脂主要以苯乙烯、二乙烯苯等为原料，在0.5%的明胶溶液中加入一定比例的制孔剂聚合而成，其中，苯乙烯为聚合单体，二乙烯苯为交联剂，甲苯、二甲苯等作为制孔剂，他们互相交联聚合成了大孔吸附树脂的多孔骨架结构。大孔吸附树脂的交联剂有甲基丙烯酸等等，制孔剂有石蜡、煤油等等。1、组成与结构

大孔吸附树脂一般为白色球形颗粒，粒度为20-60目，大孔吸附树脂的宏观小球系有许多彼此间存在孔穴的微观小球组成，其结构的主要特点是多孔性，因此，孔径、孔体积、孔表面积作为其结构的重要参数，对其吸附性能有很大影响，大孔吸附树脂的形状是不规则的。1、组成与结构

大孔吸附树脂是吸附性和分子筛选原理相结合的分离材料，它的吸附是由于范德华力和产生氢键的结果，分子筛选是由于其本身的多孔结构所决定的，因此，有机化合物根据分子量的大小及与大孔吸附树脂吸附力的不同，在大孔树脂上实现分离。大孔吸附树脂的性能包括许多方面，对溶液中的溶质的吸附量，吸附速度、吸附选择性、脱附性能等，树脂的性能可以通过上柱量、比吸附量来判断大孔吸附树脂分离纯化的效果、质量与效益。2、吸附原理与性能湿试密度：干树脂重量（w）与水中沉降后的体积（v）的比值，是树脂体积与重量的换算参数，可用于准确评价大孔吸附树脂的吸附、洗脱效果。比吸附量：单位质量干树脂吸附成分的总和，表示树脂的真实吸附能力，比吸附量越大，吸附效果越强，是选择树脂种类、评价树脂再生效果的重要参数。Q=（C0-Cr）*v/w其中C0为指标成分起始浓度，Cr为指标成分剩余浓度，v为溶液体积，W为干树脂重量。2、吸附原理与性能大孔吸附树脂按其化学结构，可分为非极性、中等极性、极性和强极性四种类型。例：

3、类型与规格产地树脂名称类型沧州宝恩D101树脂非极性山东鲁抗DM130弱极性4、质量要求和质量评价

大孔吸附树脂的质量对中药纯化效果和安全性起着决定性作用，在使用以前，充分了解各种树脂的结构、组成、性能和适用范围，选择适宜的树脂，并按严格的质量标准进行控制，对提高纯化效果，保证纯化产物的安全有效至关重要。

大孔吸附树脂的质量标准应包括名称、型号、结构、外观性状、极性、粒径范围、含水量、湿试密度、溶胀系数等物理参数。

目前，市场上销售的大孔树脂中大都含有未聚合的单体，交联剂、制孔剂、分散剂及防腐剂等，这些有机物可能会在生产过程中带入药品中而危害人的身体健康。因此，树脂的质量评价是十分重要的。

4、质量要求和质量评价质量评价的标准及方法应该包括两个方面：①树脂残留物检查：为保证树脂的安全可靠，应对树脂中未聚合的单体、制孔剂、分散剂等的残留物总量进行检查，制定检测方法，并有合理的限度。②安全性试验：苯乙烯型大孔吸附树脂稳定性一般较高，通常可以通过动物安全性试验，证明其安全性。4、质量要求和质量评价

大孔吸附树脂在出厂前一般未进行彻底清洗，含有较多的未聚合的单体与交联剂、制孔剂、分散剂、防腐剂等各种有机残留物，如果直接使用会影响药品的质量与安全。因此使用前必须预处理，去除树脂中杂质，提高洁净度，同时，合理的预处理方法还可使树脂的孔得到最大限度的恢复，提高树脂的吸附性能。树脂预处理的方法还以采取回流提取法、渗漉法或水蒸汽蒸馏法，预处理的溶剂可以选择乙醇、2%-5%盐酸、2%-5%氢氧化钠等。5、树脂预处理

大孔吸附树脂使用一定周期后，吸附能力下降，需要进行强化再生，树脂再生选择的溶剂可以是乙醇、甲醇等溶剂。树脂再生后的性能会影响到下一轮的纯化分离，因此在药品生产中，需建立树脂再生合格的检测指标，可以选择比吸附量、洗脱量或吸附容量，原则上，对纯化同一品种的树脂，当其吸附容量下降30%以上时，则应视为不宜再使用。6、树脂再生

大孔吸附树脂应湿态保存，不宜干燥，原因是易引起缩孔，使树脂吸附能力下降，如果树脂暴露在空气中失水，可用乙醇或丙酮浸渍，使其充分溶胀后使用。大孔吸附树脂应在0℃以上贮存，因树脂含水量在70%左右，温度低于0℃会使球体胀裂，破坏强度。7、保存1、吸附方式分为静态吸附和动态吸附两种。静态吸附可以在搅拌的槽中进行，溶液粘度较大，悬浮物较多时可用此法。动态吸附在树脂柱中进行，药液是流动的，因此被称为动态吸附，动态吸附中，由于树脂填装的不均匀性、气泡、壁效应或沟流的存在，吸附面通常是不平整的，即存在“偏流”现象，并且当吸附临近结束时，部分组分从柱子漏出时，柱子底部的树脂层尚未达到平衡，因此，动态吸附时，树脂的容量可能会有些变化。8、大孔吸附树脂的分离程序2、吸附速率在有充分时间进行吸附的情况下，不同型号的大孔吸附树脂可能具有相近的饱和吸附量，但由于树脂物理和化学结构的差别，其吸附速率是有差异的，可将树脂分为三类：①慢速吸附树脂：起始阶段吸附量较小，达到平衡时间长，饱和吸附量不大②中速吸附树脂：起始阶段吸附量大，然后逐渐增加，达到平衡时间长③快速吸附树脂起始阶段吸附量有大有小，但均迅速达到平衡。8、大孔吸附树脂的分离程序3、吸附树脂柱大孔吸附树脂一般采用蒸馏水湿法装柱，在上样之前，需要用水反复冲洗平衡，使树脂沉降均匀，没有气泡，否则会因为壁效应或沟流存在，在上样时产生“偏流”的现象，导致树脂吸附容量降低。8、大孔吸附树脂的分离程序

样品溶液的浓度、pH值、离子强度、温度等对大孔吸附树脂的吸附性能均有不同程度的影响，针对不同的品种，应选择合适的条件。9、大孔吸附树脂吸附性能的影响条件1、浓度：在一定浓度范围内，大孔吸附树脂的吸附量随样品溶液浓度的增大而增大，但样品溶液浓度的增加有一定的限度，随着浓度的增加，样品组分的分配系数会减小。9、大孔吸附树脂吸附性能的影响条件2、pH值：pH值对酸性或碱性成分在大孔吸附树脂上的吸附有着显著的影响，因为pH的改变直接影响了酸性或碱性成分在溶液中的解离程度及存在状态，亦影响了它们与树脂的亲和力。9、大孔吸附树脂吸附性能的影响条件3、离子强度对大孔吸附树脂而言，样品组分在溶剂中的溶解度大，则在该溶剂中，树脂对该物质的吸附力就小，反之亦然，因此样品溶液中的离子强度对树脂的吸附性能影响明显，离子强度的增加，可以加快树脂对样品组分的吸附速度。9、大孔吸附树脂吸附性能的影响条件4、温度对于一定的吸附体系，温度过低，吸附过程往往在短时间内达不到平衡，升高温度有利于吸附量的升高，但同时吸附反应又是一个放热反应，温度过高，解析速率加大，反而不利于吸附，试验证明，在20-40℃范围内，温度对树脂的吸附量较小，但温度超过50℃时，比吸附量会明显下降。9、大孔吸附树脂吸附性能的影响条件1、洗脱溶剂洗脱溶剂的选择应符合两种要求：一是洗脱溶剂应能使大孔网状吸附剂膨胀，可以减弱组分与吸附剂之间的吸附力。二是洗脱溶剂对组分溶解性良好，因为解析时不仅需要克服吸附力，而且当溶剂分子扩散到吸附中心后，应能使组分很快溶解。对于非极性大孔吸附树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强，实际应用时，应根据大孔吸附树脂对组分吸附力的强弱选用相应的洗脱剂及浓度。10、大孔吸附树脂洗脱的影响条件2、洗脱流速洗脱流速的变化会影响树脂的洗脱体积，流速过小，解析速度慢，耗用时间长，流速过大，消耗溶剂增多，成本上升。10、大孔吸附树脂洗脱的影响条件3、洗脱温度若温度升高，树脂的吸附力显著降低。也可考虑改变