吸附树脂的作用原理
吸附树脂以吸附为特征,具有多孔三维结构。它是近年来聚合物领域新开发的一种多孔树脂。它是由二乙烯基苯和其他单体在甲苯和其他有机溶剂存在下悬浮共聚而成。它广泛应用于废水处理、化学物质的分离和提纯,作为化学反应催化剂的载体,以及作为气相色谱和凝胶渗透色谱分子量分级柱的填料。它的特点是容易再生和重复使用。如果与阴离子交换树脂和阳离子交换树脂配套使用,可以达到极高的分离纯化水平。最常用的吸附树脂是大孔吸附树脂。
大孔树脂的基本性质与凝胶树脂基本相似,其“孔”是由于合成过程中添加了惰性造孔剂,在网络骨架固化并形成链状结构单元后,通过溶剂萃取或水洗蒸馏将其去除,留下不受外界条件影响的孔,即“永久孔”。孔径可以达到100纳米甚至超过1000纳米,所以它被称为“大孔”。大孔树脂的吸附是由于范德华引力或氢键。分子筛的性质是由其自身多孔结构的性质决定的。根据树脂的表面性质,可分为三类:非极性、中极性和极性。在确定树脂类型和分离条件时,应考虑被分离物质的极性、分子量、溶液的酸碱度等因素的影响,以及树脂柱的清洗和洗脱液的选择。
大孔吸附树脂根据表面性质可分为三类:非极性、弱极性和极性。相似吸引原理可作为树脂选择的参考。“相似吸引”是指非极性树脂在极性溶剂(水)中吸附非极性物质,极性树脂在非极性溶剂中吸附极性物质,弱极性树脂对极性和非极性物质都有吸附能力。根据分离出的有效部位的不同理化性质,筛选方法可以选择合适的树脂进行分离纯化,树脂类型的选择可以通过上柱量、比吸附量和比洗脱量等指标来衡量。
市售的大孔吸附树脂通常含有未聚合的单体、成孔剂、分散剂和其他脂溶性物质,这些物质在使用前需要进行预处理。选择甲醇、乙醇或丙酮连续洗涤数次,使洗脱液加水后不出现明显浑浊或蒸发至干后无残留,然后用蒸馏水洗涤至无醇味。必要时,用酸和碱液洗涤,最后用蒸馏水洗涤至中性备用。树脂使用多次后,吸附的杂质增加,吸附能力下降,因此需要在使用一段时间后再生。乙醇是一种常见的再生剂,最好用约50%的含水醇和酮或含酸和碱的含水醇和酮洗涤。
1)大孔树脂在中药有效成分提取过程中的应用
马振山报道了大孔吸附树脂在中药有效成分提取分离中的应用,展示了大孔吸附树脂在简化提取工艺、减少有机溶剂消耗、提高分离效率和提高有效成分纯度方面的优势。近年来,大孔吸附树脂已广泛应用于中药有效成分的分离纯化。研究了大孔吸附树脂提取喜树碱的工艺。通过对7种树脂的比较,选择AB-8树脂作为理想的吸附剂。结果表明,AB-8树脂提取喜树碱的收率为2.6% ~ 3.1%,纯度为90.2% ~ 90.5%,证明了大孔吸附树脂从喜树果实中提取喜树碱的可行性。比较了10种大孔吸附树脂对银杏黄酮的吸附性能,筛选试验结果表明,AB-18大孔吸附树脂是一种优良的银杏黄酮吸附剂,可用于银杏黄酮的提取
川芎的提取纯化条件。被研究过。结果表明,大孔吸附树脂法提取率为0.6%,川芎嗪和阿魏酸的含量约占原药材的25% ~ 29%。该方法操作简单,收率稳定,适合工业化生产。采用D101大孔树脂分离纯化葛根总黄酮。结果表明,该方法收率高(占药材总黄酮的84.58%),成本低,操作简单,可用于大规模生产。采用大孔吸附树脂分离赤芍总苷。实验结果表明,赤芍总苷的得率为5.4%,芍药苷的含量为75%。该方法操作简单,树脂易于再生,收率和产品质量稳定,适合工业化生产。703弱碱性大孔吸附树脂提取大黄中总游离蒽醌的收率为2.8% ~ 3.5%,高于化学试剂法。采用大孔吸附树脂对草乌和制草乌煎煮液中乌头类生物碱的提取条件进行了优化。实验表明,采用AB-8树脂或D-101树脂,用80%乙醇洗脱,乌头生物碱的提取率为85%,水溶性杂质的去除率为82%,这对提高制剂中有效成分的含量,减少用药量具有重要意义。用CDX-40大孔吸附树脂提取猪胆汁中的胆红素,并对提取工艺进行了筛选。结果表明,在最佳工艺条件下,胆红素的提取率和纯度可分别达到85%和93%以上。该工艺简单,树脂再生容易,可作为胆红素的生产工艺。研究了D101大孔吸附树脂富集纯化人参皂苷的工艺条件。结果表明,大孔树脂富集纯化的人参皂苷洗脱率达90%以上,用5%乙醇洗脱液干燥后的总固体中人参皂苷纯度可达60%,证实了该技术在生产中的可行性。D101大孔吸附树脂法富集纯化毛冬青和三七总皂苷具有吸附容量大、洗脱率高的优点,可应用于工业生产。
2)大孔树脂在中药复方制备和精制过程中的应用
将大孔吸附树脂提取分离技术应用于降压胶囊的制备工艺中,采用非极性大孔吸附树脂法从复方中提取有效成分。用正交设计法研究了最佳吸附和解吸条件,并进行了实验生产。结果表明,大孔树脂法简化了工艺流程,缩短了生产周期,提高了产品纯度,更适合工业化生产,可以替代原有的溶剂萃取和沉淀工艺。采用大孔吸附树脂提取桔梗、远志、款冬花和甘草的有效成分,将复方桔梗和远志制成止咳滴丸。用薄层色谱法鉴别桔梗和远志,用高效液相色谱法测定甘草酸的含量。结果表明,该制剂工艺稳定、质量可靠、用量少、见效快、服用方便。采用大孔吸附树脂精制贵由汤。正交试验表明,影响精制的因素为贵由汤汁的浓度、流量和径高比,吸附回收率为83.34%(以5-羟基糠醛计)。此外,获得的干提取物不容易吸收水分,并且便于储存。
采用大孔吸附树脂吸附法和超滤法制备六味地黄丸精提物。精制提取物的质量仅为原药材的4.6%,同时保留了98%的丹皮酚和86%的马钱苷,有效降低了用量,保留了小分子有效成分。采用D101大孔吸附树脂对四逆汤进行分离精制,并通过化学和药效学指标对精制产品进行评价。结果表明,四逆汤精制产品能保留四逆汤的有效成分,用D101大孔树脂精制四逆汤是可行的。以保和丸主药陈皮中橙皮苷的富集程度为指标,探讨了大孔树脂富集保和丸有效成分的最佳工艺条件。结果表明,D101大孔吸附树脂富集橙皮苷的洗脱率达95%以上,干燥后50%乙醇洗脱液的总固含量约为处方量的4%。对精制产品的多指标药理评价表明,原剂型的药效没有改变,大孔树脂法很好地丰富了保和丸。采用大孔树脂法精制脑康口服液,并与醇沉法制备的脑康口服液在工艺质量和薄层色谱方面进行比较。结果表明,用DA-201大孔树脂精制的脑康口服液澄清度明显提高,质量明显优于纯沉淀法,缩短了生产周期,提高了生产效率。唯一的不足是成本稍高。
主要参考文献[1]环境科学词典
[2]大孔吸附树脂的研究进展
[3]大孔吸附树脂的研究进展
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