大孔吸附樹脂

大孔吸附樹脂

不含交換基團且有大孔結構的高分子吸附樹脂
大孔吸附樹脂是一類不含交換基團且有大孔結構的高分子吸附樹脂,具有良好的大孔網狀結内構和較大的容比表面積,可以通過物理吸附從水溶液中有選擇地吸附有機物即非極性或極性較弱的物質,具有物理化學穩定性高、比表面積大、吸附容量大、選擇性好、吸附速度快、解吸條件溫和、再生處理方便、使用周期長、宜于構成閉路循環、節省費用等諸多優點。樹脂吸附作用是依靠它和被吸附的分子(吸附質)之間的範德華引力,通過它巨大的比表面進行物理吸附而工作,使有機化合物根據有吸附力及其分子量大小可以經一定溶劑洗脫分開而達到分離、純化、除雜、濃縮等不同目的。[1]
    中文名:大孔吸附樹脂 外文名:macroporous adsorbent resin 别名: 性質:不溶于酸、堿 孔徑:100~1000nm之間

組成

大孔吸附樹脂主要以苯乙烯、二乙烯苯等為原料,在0.5%的明膠溶液中,加入一定比例的緻孔劑聚合而成。其中,苯乙烯為聚合單體,二乙烯苯為交聯劑,甲苯、二甲苯等作為緻孔劑,它們互相交聯聚合形成了大孔吸附樹脂的多孔骨架結構。

制備

大孔吸附樹脂是以苯乙烯和丙酸酯為單體,加入乙烯苯為交聯劑,甲苯、二甲苯為緻孔劑,它們相互交聯聚合形成了多孔骨架結構。樹脂一般為白色的球狀顆粒,是一類含離子交換集團的交聯聚合物,它的理化性質穩定,不溶于酸、堿及有機溶劑,不受無機鹽類及強離子低分子化合物的影響。

吸附機理

大孔樹脂吸附作用是依靠它和被吸附的分子(吸附質)之間的範德華引力,通過它巨大的比表面進行物理吸附而工作,使有機化合物根據有吸附力及其分子量大小可以經一定溶劑洗脫分開而達到分離、純化、除雜、濃縮等不同目的。大孔吸附樹脂為吸附性和篩選性原理相結合的分離材料。

大孔吸附樹脂的吸附實質為一種物體高度分散或表面分子受作用力不均等而産生的表面吸附現象,這種吸附性能是由于範德華引力或生成氫鍵的結果;同時由于大孔吸附樹脂的多孔性結構使其對分子大小不同的物質具有篩選作用。通過上述這種吸附和篩選原理,有機化合物根據吸附力的不同及分子量的大小,在大孔吸附樹脂上經一定的溶劑洗脫而達到分離的目的。

吸附條件和解吸附條件的選擇直接影響着大孔吸附樹脂吸附工藝的好壞,因而在整個工藝過程中應綜合考慮各種因素,确定最佳吸附解吸條件。影響樹脂吸附的因素很多,主要有被分離成分性質(極性和分子大小等)、上樣溶劑的性質(溶劑對成分的溶解性、鹽濃度和PH值)、上樣液濃度及吸附水流速等。

通常極性較大分子适用中極性樹脂上分離,極性小的分子适用非極性樹脂上分離;體積較大化合物選擇較大孔徑樹脂;上樣液中加入适量無機鹽可以增大樹脂吸附量;酸性化合物在酸性液中易于吸附,堿性化合物在堿性液中易于吸附,中性化合物在中性液中吸附;一般上樣液濃度越低越利于吸附;對于滴速的選擇,則應保證樹脂可以與上樣液充分接觸吸附為佳。

影響解吸條件的因素有洗脫劑的種類、濃度、pH值、流速等。洗脫劑可用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等,應根據不同物制裁在樹脂上吸附力的強弱,選擇不同的洗脫劑和不同的洗脫劑濃度進行洗脫;通過改變洗脫劑的pH值可使吸附物改變分子形态,易于洗脫下來;洗脫流速一般控制在0.5~5mL/min。

優點

大孔吸附樹脂的孔徑與比表面積都比較大,在樹脂内部具有三維空間立體孔結構,具有物理化學穩定性高、比表面積大、吸附容量大、選擇性好、吸附速度快、解吸條件溫和、再生處理方便、使用周期長、宜于構成閉路循環、節省費用等諸多優點。

用途

大孔吸附樹脂吸附技術最早用于廢水處理、醫藥工業、化學工業、分析化學、臨床檢定和治療等領域,近年來在我國已廣泛用于中草藥有效成分的提取、分離、純化工作中。與中藥制劑傳統工藝比較,應用大孔吸附樹脂技術所得提取物體積小、不吸潮、易制成外型美觀的各種劑型,特别适用于顆粒劑、膠囊劑和片劑,改變了傳統中藥制劑的粗、黑、大現象,有利于中藥制劑劑型的升級換代,促進了中藥現代化研究的發展,國家中醫藥管理局等單位聯合發布的2002~2010《醫藥科學技術政策》明确提出:研制開發中藥動态逆流提取、超臨界萃取、中藥飲片浸潤、大孔樹脂分離等技術。

中藥有效成分的精制純化

大孔吸附樹脂是近代發展起來的一類有機高聚物吸附劑,70年代末開始将其應用于中草藥成分的提取分離。中國醫學科學院藥物研究所植化室試用大孔吸附樹脂對糖、生物堿、黃酮等進行吸附,并在此基礎上用于天麻、赤勺、靈芝和照山白等中草藥的提取分離,結果表明大孔吸附樹脂是分離中草藥水溶性成分的一種有效方法。

用此法從甘草中可提取分離出甘草甜素結晶。以含生物堿、黃酮、水溶性酚性化合物和無機礦物質的4種中藥有效部位的單味藥材(黃連、葛根、丹參、石膏)水提液為樣本,在LD605型樹脂上進行動态吸附研究,比較其吸附特性參數。結果表明除無機礦物質外,其它中藥有效部位均可不同程度的被樹脂吸附純化。不同結構的大孔吸附樹脂對親水性酚類衍生物的吸附作用研究表明不同類型大孔吸附樹脂均能從極稀水溶液中富集微量親水性酚類衍生物,且易洗脫,吸附作用随吸附物質的結構不同而有所不同,同類吸附物質在各種樹脂上的吸附容量均與其極性水溶性有關。

用D型非極性樹脂提取了絞股藍皂甙,總皂甙收率在2.15%左右。用D1300大孔樹脂精制“右歸煎液”,其幹浸膏得率在4~5%之間,所得幹浸膏不易吸潮,貯藏方便,其吸附回收率以5-羟甲基糖醛計,為83.3%。用D-101型非極性樹脂提取了甜菊總甙,粗品收率8%左右,精品收率在3%左右。用大孔吸附樹脂提取精制三七總皂甙,所得産品純度高,質量穩定,成本低。将大孔吸附樹脂用于銀杏葉的提取,提取物中銀杏黃酮含量穩定在26%以上。江蘇色可賽思樹脂有限公司整理用大孔吸附樹脂分離出的川芎總提物中川芎嗪和阿魏酸的含量約為25%~29%,收率為0.6%。另外大孔吸附樹脂還可用于含量測定前樣品的預分離。

使用注意事項

該類樹脂在通常的儲存及使用條件下性質十分穩定,不溶于水、酸、堿及有機溶劑,也不與它們發生化學反應。

搬運、裝卸操作應輕緩,堆放穩定、規則,勿猛烈摔打。如灑落會導緻地面濕滑,要注意防止滑倒。

儲存此種材料的儲存溫度請勿高于90℃,最高使用溫度180℃。

濕态0℃以上保存。儲存狀态下請保持包裝密封完好,以防失水;如發生幹燥失水,應以乙醇浸泡幹态樹脂約2小時,用清水洗幹淨後再重新包裝或使用。

嚴防冬季将球體凍裂。如發現凍結現象,請于室溫下緩慢融化。

運輸或儲存過程中嚴防和有異味、有毒物品及強氧化劑混雜堆放。

前景

大孔吸附樹脂純化技術在中藥制藥工業中是有發展前景的實用新技術之一,盡管它在中藥有效成分的精制純化方面還存在着一些問題。随着研究的深入以及相關标準、法規的進一步完善,一定會開發出高選擇性的樹脂,以進一步提高中藥有效成分的提取、分離、富集效率。

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