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大孔吸附树脂分离技术


吸附量的测定① ——动态吸附法:
• 将等量已预处理的树脂适量,装入树脂吸附柱中,药液以 一定的流速通过树脂床,测定流出液的药物浓度,直至达 到吸附平衡。 • 计算树脂的比上柱量 (S),然后用去离子水清洗树脂床中 未被吸附的非吸附性杂质,计算树脂的比吸附量(A)。 静态法较动态法简单,可控性强,但动态法更能真实反映实 际操作的情况。
先用水清洗以除去树脂表面或内部还残留的许多极性或水 溶性大的强极性杂质(多糖或无机盐)
然后用所选洗脱剂进行洗脱。一般是醇- 水系统,逐渐增 加醇的浓度。
对非极性MR:洗脱剂极性越小,洗脱能力越强 检测:洗脱的时候同时配合理化反应或薄层色谱检测,相 极性MR:极性较强的溶剂洗脱能力强 同者合并。
流速:流速过快,载样量少;分离效果差;速度慢,载样 量大,分离效果好,实验周期长。一般1.5BV/h为佳。
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
预处理的具体方法——方法1
乙醇,浸泡24h 充分溶胀 湿法装柱 乙醇清洗、检测 水洗、检测 准备上样
乙醇与水交替洗脱2-3次乙醇检测:洗至流
出液与等量水混合 洗脱剂用量为树脂体积的 2-3倍 不呈白色浑浊为止
忌:
1、树脂和水分几次加入 2、干柱
操作步骤③——上样
将样品溶于少量水中,须为澄清溶液。预先沉淀、滤
过处理,pH调节,使部分杂质在处理过程中除去,以
免堵塞树脂床或在洗脱中混入成品。
将柱中水放至接近柱床平面,将样品液以一定的流速
加到柱的上端进行吸附,一边从柱中放出原有溶剂。
注意控制流速。
操作步骤④——解吸(洗脱)
大孔吸附树脂( Macroporous Resin , MR )是 20 世纪 60 年代发展起来的、 继离子交换树脂之后的一类新型分离材料,是一类没有可解离基团,具有多孔 • 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%。
SV=1-5
SV=0.5-3 SV=1-5
3-4BV
3-4BV 3-4BV
必要时根据吸附液的PH值应用缓冲液
多次应用乙醇,丙酮,碱+乙醇等溶剂 碱再生后加入酸中和
七、大孔吸附树脂分离效果的影响因素
解吸剂种类 解吸剂pH 解析速度
MR的极性 MR的孔径 MR的比表面积 MR的强度
解吸剂性 质
大孔吸附 树脂
流速
流量


水洗脱
吸附 水洗 溶出
SV=1-5
SV=0.5-3 SV=1-5 SV=0.5-3
3-4BV
根据吸附量 0.5-1BV 2-10BV
必要时根据吸附剂的PH值使用缓冲液
应在吸附容量以下 将吸附液洗出
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
再生 水洗脱
标组分,则从开始到此时所上样的药液体积总和就是 树脂在该吸附条件下对这一药物组分的泄漏点
吸附量的测定① ——静态吸附法:
• 准确称取经预处理的树脂适量,置适宜的具塞玻璃器皿 中,精密加入一定浓度的欲分离纯化的植物提取物的水 溶液适量,置恒温振荡器上振荡,震动速度一定,定时 测定药液中药物成分的浓度,直至吸附达到平衡。计算 吸附量Q. Q=(C0-Cr)· V/W Q为吸附量,C0为起始浓度,Cr为平衡浓度,V为溶液 体积,W为树脂质量
1.2 关于大孔
大孔吸附树脂是一种高分子聚合物,由聚合单体、交联 剂、致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备而成。 聚合物形成以后,致孔剂被去除,在树脂中留下了大大 小小、形态各异、互相贯通的孔穴。 孔形状是不规则的,将其看作近似圆形,其直径称为孔 径。一般所说的吸附树脂的孔径都是平均孔径。
引申
大孔吸附树脂的分类
吸附流速
• 流速过快时,树脂与被吸附物质分子间来不及充分接触, 致使分子不能充分扩散到树脂内表面,就随着上样液一 起泄露出去,所以造成了随着流速的增加,吸附量下降, 泄漏量增大的现象。
• 在实际生产操作中,从尽量缩短吸附时间和增大吸附量 的角度出发,应根据不同的吸附柱选择最佳的流速。一 般上样时控制流速在20mL/min为宜。
4、上样温度 3、溶剂浓度
浓度增加,吸附量增加,但不
能超过MR的吸附量 温度太高影响吸附,<50℃
5、吸附流速
20mL/min为宜
溶液pH
树脂对某种物质的吸附,特别是对生物碱和黄酮类物质的
吸附,很大程度上受它的解离程度的影响。
对非极性吸附树脂来讲,酸性物质在酸性条件下,以分子
形式存在,易被树脂吸附.
1、非极性MR:分子上不存在正负电荷相对集中
2、中等极性MR:存在酯基一类的基团
3、极性MR:存在酰胺基、亚砜、腈基等极性较大的基

4、强极性 MR:存在吡啶基、氨基、氮氧基团等强极性
基团
引申
1.3 关于吸附
吸附作用 化学吸附 物理吸附
内部分子之间的相互作用均等;表面分子有一面没有 受力;这部分分子存在吸引其他分子的剩余力,从而 产生吸附作用。 该吸附力可从溶液中吸附其他物质;被吸附的分子同 时受到吸附剂表面的吸附力和溶剂的脱吸附力;一段 时间之后,建立起吸附平衡。 比表面积=表面积/质量 单位m2/g 树脂颗粒的外表面积很小,一般在0.1 m2/g左右,但 内部孔洞的表面积很大,可达500-1000 m2/g ,这是树 脂良好吸附的基础。
注意:再生后树脂可反复进行使用,若停止
不用时间过长,可用大于 10% 的 NaCl 溶液
浸泡,以免细菌在树脂中繁殖。 一般纯化某一品种的树脂,当其吸附量下降 30%以上不宜再使用。
分离的工艺一般经验
工序
填充 逆流洗脱 前处理 SV=1-5 5-10BV 除去小粒子及破碎树脂 用(含水)乙醇等进行洗脱
两个重要的概念
比上柱量:达到吸附终点时,单位质量吸附树脂吸附夹带 成分的总和。 S=(M上-M残)/M
树脂易结块,柱子壁上有很多气泡,使得流
速越来越慢、到最后流速几乎为零,所以选
用柱子时不能选用太细的玻璃柱。
八、大孔吸附树脂分离工艺条件考察
1. 大孔树脂的泄漏(穿透)曲线与吸附容量的考察 2. 大孔树脂的解吸曲线与解吸率 3. 大孔树脂的再生 4. 树脂分离工艺的验证实验
① ② ③ ④ ⑤ 解吸率的测定 解吸剂种类的确定 解吸剂pH的确定 解吸速度的确定 解吸曲线的绘制
在碱性环境下,以离子形式存在,物质不易被吸附。
吸附液的浓度
• 对于一定量树脂,浓度太低,尽管吸附效率高,但是不 能完全发挥树脂的作用,浪费树脂且生产效率低; • 浓度太大,树脂的吸附容量增加,但同时泄漏较多,造 成了药液的浪费。 • 所以在生产过程中,为了提高生产效率且不造成浪费, 单柱吸附时,上柱液含生药量以在泄漏点附近为宜;若 多柱串联吸附上柱液含生药量以接近饱和点为宜。
乙醇溶解,滴加水到乙醇溶液中,溶液中无白色浑
浊现象。
预处理的具体方法——方法3
• 树脂与有机溶剂一起在水浴上回流,直到洗涤液
加水不显浑浊为止,最后用水洗掉所用有机溶剂, 备用。
操作步骤②——树脂的装柱
• 通常以水为溶剂湿法装柱 • 玻璃柱底部放少量的脱脂棉,厚度1-2cm • 树脂柱中加少量水,树脂中也加入少量水,搅拌均匀后 一次性倒入保持垂直的柱中,倾倒树脂的同时,打开柱 底部的阀门,让柱中水流出,树脂自然沉降。 • 最后在柱床顶部加一层脱脂棉。
八、 大孔吸附树脂分离技术
一、先提两个问题?
1、什么是大孔吸附树脂分离技术?
大孔吸附树脂吸附分离技术是以大孔吸附树脂为吸附剂,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。
2、什么是大孔吸附树脂?
水洗检测:无醇味 且水液澄清
最终以水洗脱
预处理的具体方法——方法2
• 乙醇浸泡24h→用乙醇洗至流出液与水1:5不浑浊→
用水洗至无醇味 → 5%HCl 通过树脂柱,浸泡 2-4 h→
水洗至中性 → 2%NaOH 通过树脂柱,浸泡 2-4 h→ 水
洗至中性,备用。
• 检查:取水洗脱液100ml,水浴蒸干后,加入1~2ml
2、被分离物质分子大小
根据物质大小选择适宜孔径的MR 一般来说,分子体积越大,疏水性增加,对非极性MR的吸附力越强
7.3 上样溶剂的性质对分离效果的影响
1、溶剂对被分离物质的溶 解度
成分在溶剂中溶解度大,在该 溶剂中,对MR吸附力小
2、溶剂pH
酸性化合物在酸性溶液中吸附 碱性化合物在碱性溶液中吸附 中性在近中性

7.4 解吸剂性质对分离效果的影响
1.解吸剂种类
非极性MR采用非 极性溶剂洗脱; 极性MR同理
2. 解吸剂的pH
弱酸性物质用碱 液洗脱;弱碱物 质采用酸液洗脱
3. 解吸速度
0.5-5mL/min 为 宜。
玻璃柱粗细
• 在分离、纯化过程中,玻璃柱子的粗细影响 此外,还有一点需要我们注意
分离结果,当柱子太细,有机溶剂洗脱时,
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三、吸附规律
遵从类似物质吸附类似物的“相似相容”原则
非极性MR宜于从极性溶剂中吸附非极性物质;
强极性MR宜于从非极性溶剂中吸附极性溶质;
中等极性 MR ,不但能从非极性溶液中吸附极性物质, 也能从极性溶液中吸附非极性物质。
四、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。
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