大孔吸附树脂的应用-共26页课件.ppt

1、应用大孔树脂分离纯化应注意的关键问题应用大孔树脂分离纯化应注意的关键问题1大孔树脂规格的选择大孔树脂规格的选择2影响树脂纯化效果的因素及工艺条件影响树脂纯化效果的因素及工艺条件3纯化条件的规范纯化条件的规范4评价指标与方法的建立评价指标与方法的建立5树脂稳定性考察树脂稳定性考察下面将详细介绍下面将详细介绍 1大孔树脂规格的选择大孔树脂规格的选择首先要确定处方或天然植物的有效成分或组分；首先要确定处方或天然植物的有效成分或组分；通过文献资料查阅了解和掌握需分离化合物或组通过文献资料查阅了解和掌握需分离化合物或组分的类别（如多糖类、皂苷类、黄酮、有机酸、分的类别（如多糖类、皂苷类、黄酮、有机酸、生

2、物碱等）、分子体积的大小、酸碱性的强弱、生物碱等）、分子体积的大小、酸碱性的强弱、溶解性能等参数，获得所选用的适当孔径的大孔溶解性能等参数，获得所选用的适当孔径的大孔树脂；树脂；最后通过试验研究筛选树脂的种类、型号及其树最后通过试验研究筛选树脂的种类、型号及其树脂分离纯化的工艺条件。脂分离纯化的工艺条件。三菱化学树脂性能表征三菱化学树脂性能表征 类型类型聚苯乙烯二乙烯基苯类聚苯乙烯二乙烯基苯类聚甲基丙烯酸酯类聚甲基丙烯酸酯类品名品名DIAION HP系列系列SEPABEDS SP系列系列DIAION HP系列系列HP20HP50SP825SP700SP70SP207HP2MG水含量水含量%56

3、4958-5061比表面比表面/g60040010501260880630470孔体积孔体积ml/g1.31.01.62.31.71.11.2频度孔半径频度孔半径 260500579381105170比重比重1.011.011.011.011.011.181.09外观密度外观密度G/L680 690690 780720溶胀溶胀 甲苯甲苯1.321.341.20-1.181.04甲醇甲醇1.281.291.19-1.151.05丙酮丙酮1.291.301.18-1.151.06乙酸丁酯乙酸丁酯1.301.301.20-1.181.06吸附量吸附量g/l头孢菌素头孢菌素382576-101 适宜分

4、离适宜分离成分群成分群皂甙、黄酮、萜类皂甙、黄酮、萜类天然色素、内酯天然色素、内酯酚性甙、黄酮、弱极性生物碱、皂甙、内酚性甙、黄酮、弱极性生物碱、皂甙、内酯酯生物碱、酚性甙、生物碱、酚性甙、黄酮、低聚糖黄酮、低聚糖2影响树脂纯化效果的因素及工艺条件影响树脂纯化效果的因素及工艺条件树脂性质树脂性质树脂的理化性质对吸附效果的影响很大，一般要求树脂的吸附容量大、吸附速度快和机械强度好。一般地对分子量小的物质，选择比表面积高及孔径较小的吸附剂。药液药液PH值值PH值影响某些药物的解离度，亦即影响该化合物与溶剂的亲和力，从而影响到被大孔树脂吸附的难易程度。一般情况下，酸性物质应在酸性溶液中吸附，碱性物质

5、在碱性溶液中吸附。药液浓度药液浓度大孔树脂的吸附量与药液浓度符合Frendich经典吸附式和Angmur经典吸附式，即药液浓度增加，吸附量增加。但药液浓度增加有一定限度，即不能超过树脂的吸附容量。溶剂溶剂一种物质在某种溶剂中溶解度越大，树脂对该物质的吸附力就越小。上柱药液的温度上柱药液的温度上柱药液的温度升高，树脂的比上柱量下降，说明中药成分在树脂上的吸附过程为一放热反应。低温有利于树脂吸附容量的提高，温度太高会影响吸附效果。实践证明，室温对试验几乎无影响，超过50时，吸附量明显下降，而在一定的温度范围内，上柱药液的温度越高，洗脱效果越好，故应注意上柱药液温度盐浓度盐浓度无机盐的加入降低了吸附

6、质在介质的溶解度，从而有利于大孔树脂的吸附。树脂柱径高比树脂柱径高比合适的径高比可为分离提供较高的柱效，从而更有利于大孔树脂的吸附与分离树脂柱的清洗树脂柱的清洗洗脱液的选择及解吸洗脱液的选择及解吸常用的方法是用低级醇、酮或其水溶液解吸。对弱酸性物质可用碱来解吸，对弱碱性物质则宜在酸性溶液中解吸吸附若在高浓度盐类溶液中进行时，则常常仅用水洗就能解吸。对于易挥发溶质可用热水或蒸汽解决。3纯化条件的规范纯化条件的规范3.1 树脂前处理与树脂再生的合理方法和标准3.1.1 树脂的前处理及检查方法树脂的前处理及检查方法有机物限量的检查残留物限量的检查3.1.2 树脂再生合格的检测指标树脂再生合格的检测指

7、标可用比吸附量、比洗脱量或吸附容量的稳定性作为衡量和控制指标。纯化同一品种的树脂，当其吸附分量下降30%以上时，则应视为不宜使用。3.1.3 树脂的污染树脂的污染 树脂污染的几种情况树脂污染的几种情况原水中有机物和胶体硅重金属污染树脂运行中高分子的裂解造成破碎或交换容量下降3.2 药液的上柱吸附分离药液的上柱吸附分离3.2.1 上柱终点的判断上柱终点的判断泄漏曲线的考察3.2.2 水洗终点的判断水洗终点的判断TLC检视、理化检视及洗脱成分的测定3.2.3 解吸终点的判断解吸终点的判断3.2.4 复方比上柱量的确定复方比上柱量的确定 复方与单方中小檗碱在复方与单方中小檗碱在LD605树脂中比上柱

8、量和比吸附量的比较树脂中比上柱量和比吸附量的比较 小檗碱小檗碱 复方中复方中 单方中单方中比上柱量比上柱量/mg.g-1 0.887 21.12比吸附量比吸附量/mg.g-1 0.807 19.66名称名称未上柱未上柱水洗脱水洗脱8 0 乙 乙醇洗脱醇洗脱再再 碱 水 洗碱 水 洗脱脱生生 9 5 乙 乙醇洗脱醇洗脱干 膏 质干 膏 质量量/g049580.40640.06640.01090.0121干 膏 质干 膏 质量比量比/%100.087.9713.402.202.44总 碱 含总 碱 含量量/mg.g-10.39380.02060.33470.02240.0161总 碱 含总 碱 含

9、量比量比/%100.05.2385.005.684.093.2.5 不同解吸部位的考察不同解吸部位的考察 未上柱和上柱不同解吸部分的干膏含量和生物碱含量测定结果未上柱和上柱不同解吸部分的干膏含量和生物碱含量测定结果4评价指标与方法的建立评价指标与方法的建立4.1 树脂的质量评价指标与方法树脂的质量评价指标与方法4.2 树脂纯化工艺合理性评价指标与方法树脂纯化工艺合理性评价指标与方法4.2.1 纯化效纯化效果的数量评价果的数量评价沉降速度（沉降速度（sedimentation density）=W/VW为干树脂的质量；V为水中沉降后的体积是用于体积一质量的换算参数，可准确评价树脂上柱、吸附、洗脱

10、的效果比上柱量（比上柱量（saturation ratio）S=（M上-m残）/WM上为柱液含量，系 药液体积浓度，即药材量M残为过柱流出液含量，等于流出液体积浓度S是评价树脂吸附、承载能力的重要指标比吸附量（比吸附量（absorption ratio）A=M上-M残-M水洗M水洗为水洗液含量A是评价树脂真实吸附能力的指标，同时也是选择树脂种类，评价树脂再生效果的参数比洗脱量（比洗脱量（eluation ratio）E=M洗脱/WM洗 脱为 洗 脱 液 含 量，等 于 洗 脱 液 体 积 浓 度 E是评价树脂的解吸能力与洗脱溶剂的洗脱能力、选择树脂种类及洗脱溶剂的参数。保留率（保留率（rese

11、rvatior ratio）R=M洗脱/M浸出100%纯度（纯度（purity）P=M成分/M总固体数100%R、P是评价树脂的效果、范围、质量及效益的重要参数4.2.2 纯化效果的质量评价纯化效果的质量评价上柱前药液的药效比较上柱后药液的安全性、可靠性比较上柱前后药液的成分比较5树脂稳定性考察树脂稳定性考察吸附稳定性考察化学稳定性考察树脂的再利用问题 对于大孔树脂吸附技术争议的热点是致孔剂和降对于大孔树脂吸附技术争议的热点是致孔剂和降解物的毒性问题解物的毒性问题。人们往往担心，在使用前，致孔剂去除的不彻底，人们往往担心，在使用前，致孔剂去除的不彻底，在长期使用中，树脂会不会降解，造成有毒物质

12、在长期使用中，树脂会不会降解，造成有毒物质的污染。的污染。可用可用GC-MSGC-MS法检测残留物。法检测残留物。合成吸附剂HP20残留物检测报告 残留物名称残留物名称洗净前浓度洗净前浓度ppm2.5BV洗涤洗涤ppm5.0BV洗涤洗涤ppm7.5BV洗涤洗涤ppm甲苯甲苯251.8000苯乙烯苯乙烯12.4000对对 二乙基苯二乙基苯4.8000邻邻 二乙基苯二乙基苯6.4000间间 二乙基苯二乙基苯1.9000二丙基苯二丙基苯0.4000甲基茚满甲基茚满0.6000乙基乙烯基苯乙基乙烯基苯2.6000苯甲醛苯甲醛0.4000应用实例：大孔吸附树脂应用实例：大孔吸附树脂提取罗汉果皂苷的研究提

13、取罗汉果皂苷的研究在罗汉果皂苷的提取精制工艺的研究中，日本学者研在罗汉果皂苷的提取精制工艺的研究中，日本学者研究较多，并申请了数项专利，但这些方法都是采用无究较多，并申请了数项专利，但这些方法都是采用无机吸附剂和无机脱色剂，如活性炭、氧化镁系等，操机吸附剂和无机脱色剂，如活性炭、氧化镁系等，操作工艺复杂，无法工业生产。由于皂苷的极性大，且作工艺复杂，无法工业生产。由于皂苷的极性大，且与色素不易分离，因此，寻找易于进行吸附反应、吸与色素不易分离，因此，寻找易于进行吸附反应、吸附容量大，且易于洗脱、具有一定选择性的吸附剂，附容量大，且易于洗脱、具有一定选择性的吸附剂，对于优化生产工艺，充分利用罗汉

14、果皂苷资源具有重对于优化生产工艺，充分利用罗汉果皂苷资源具有重要意义。有学者采用要意义。有学者采用AB-8大孔吸附树脂来提取分离罗大孔吸附树脂来提取分离罗汉果皂苷，取得了良好的效果。汉果皂苷，取得了良好的效果。1.1.大孔树脂吸附容量的考察大孔树脂吸附容量的考察 树脂对罗汉果皂苷的吸附曲线树脂对罗汉果皂苷的吸附曲线 2.原液原液PH值对吸附的影响值对吸附的影响pH对大孔树脂吸附罗汉果皂苷的影响 pH树脂体积树脂体积（ml）泄漏前吸附溶泄漏前吸附溶液体积（液体积（ml）泄漏前树脂吸泄漏前树脂吸附量附量(mg/ml)吸附流出液颜吸附流出液颜色色 35 5 200 2112 84.06 很浅很浅 7

15、200 2095 83.38 浅浅 91010200 2089 83.14 较浅较浅3 盐离子浓度对吸附的影响盐离子浓度对吸附的影响盐浓度对树脂吸附罗汉果皂苷的影响NaCl(mg/ml)0 1.5 3.5 6.5 9.5 12.5吸附率（）吸附率（）65.766.668.775.672.169.3吸附量吸附量（mg/g）531.3539.5562.3613.3588.4569.34 原液浓度对吸附的影响原液浓度对吸附的影响5 流速对吸附的影响流速对吸附的影响吸 附 流 速吸 附 流 速（BV/h）树脂体积树脂体积（ml）泄漏前处理泄漏前处理量（量（ml）泄漏前树脂吸泄漏前树脂吸附量（附量（mg

16、/ml）2 200 1544 61.45 3 200 1678 66.78 4 200 1341 53.37 5 200 1298 51.666 洗脱液的选择洗脱液的选择树脂吸附罗汉果皂苷后，可采用对罗汉树脂吸附罗汉果皂苷后，可采用对罗汉果溶解度较高的溶剂如甲醇，乙醇作洗果溶解度较高的溶剂如甲醇，乙醇作洗脱剂。考虑到工业生产时，甲醇的毒性脱剂。考虑到工业生产时，甲醇的毒性较大，环境污染严重，选用乙醇作为解较大，环境污染严重，选用乙醇作为解吸剂。吸剂。比较用水及不同浓度的乙醇洗脱，用紫比较用水及不同浓度的乙醇洗脱，用紫外检测，结果表明，用外检测，结果表明，用50乙醇作洗脱乙醇作洗脱剂效果较好。剂

17、效果较好。7 解吸曲线解吸曲线8 大孔吸附树脂提取罗汉果皂苷的工艺流程大孔吸附树脂提取罗汉果皂苷的工艺流程干罗汉果干罗汉果 粉碎粉碎 30乙醇浸泡乙醇浸泡3h（共浸泡三次）（共浸泡三次）合并渗漉液合并渗漉液 浓缩浓缩 澄清澄清 脱色脱色 上柱吸附树上柱吸附树脂脂 50乙醇洗脱乙醇洗脱 洗脱液浓缩洗脱液浓缩（回收乙醇）（回收乙醇）真空干燥真空干燥 罗汉果罗汉果皂苷皂苷 9 小规模提取实验的结果小规模提取实验的结果实验实验编号编号干罗汉果干罗汉果粉（粉（g）渗漏液渗漏液（ml）罗 汉 果 皂罗 汉 果 皂苷苷产量（产量（g）产品产品产 率（产 率（）纯度纯度（）（）16020005.7811.5694.526023007.1111.8595.136023007.1111.8595.1