大孔吸附树脂及其应用

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摘要：大孔吸附树脂由于其本身独特的吸附性能，并与新材料和生命科学相互促进作用，是当前高分子材料研究的热点。本文分析了影响大孔树脂吸附、分离的因素，并介绍它在中草药、医药、环保等领域中的应用。
关键词：大孔吸附树脂；因素；应用
大孔吸附树脂是70年代以来发展起来的有机高分子聚合物，具有较好的吸附性能[1]。其种类多，特性各异。其主要优点是：本身理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂；对有机物选择性较好，有浓缩、分离作用，且不受无机盐类及强离子低分子化合物存在的影响；机械强度高、抗污染能力强、热稳定性好，在水溶液和非水溶液中都能使用。正是由于其本身独特的性能，并与新材料和生命科学相互促进作用，是当前高分子材料研究的热点[1]。
1 影响大孔树脂吸附、分离的因素[2]
1.1 树脂本身化学结构的影响
树脂的极性和空间结构是影响吸附性能的重要因素，一般非极性化合物在水中可以被非极性树脂吸附，极性树脂则易在水中吸附极性物质。在一定条件下，化合物的体积越大，其吸附力越强。
1.2 溶剂的影响
被吸附的化合物在溶剂中的溶解度对吸附性能也有一定的影响。通常一种物质在某种溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就弱。如有机酸盐或生物碱盐在水中的溶解度很大，树脂对其吸附能力就弱。
1.3 被吸附的化合物结构的影响
被吸附化合物的分子量大小不同，要选择适当孔径的树脂以达到有效分离的目的。在同一种树脂中，树脂对分子量大的化合物吸附作用较大。化合物的极性增加时，树脂对其吸附力也随之增加。若树脂和化合物之间产生氢键作用，吸附作用也将增加。
1.4 洗脱剂的影响
根据极性“相似相溶”的原理，对非极性大孔吸附树脂来说，洗脱剂极性越小，其洗脱能力越强，而对于中极性大孔吸附树脂和极性较大化合物，则用极性较大的溶剂较为合适.。
此外，上柱液浓度、pH值及外界温度也是影响其吸附性能的重要因素。
2 在中草药有效成分的分离、富集中的应用
2.1 在皂苷类化合物分离、富集中的应用
董文惠等人在磷脂存在下测定人参皂苷的含量时，首先用大孔吸附树脂法分出磷脂，再将人参皂苷从柱上洗脱进行含量测定。将蒺藜的提取液上D-101型大孔吸附树脂柱，用水洗至流出液无色后，用800mL·L-1乙醇洗脱至薄层检查无蒺藜总皂苷为止，这样制得的蒺藜总皂苷可有效去除糖类等水溶性杂质及大部分脂溶性杂质，皂苷的得率也明显优于传统方法。
2.2 在黄酮类化合物分离、富集中的应用
崔成九等用大孔树脂分离葛根中的总黄酮，将葛根的70%乙醇提取的浓缩液加到大孔树脂柱上，先用水洗脱，再用70%乙醇洗脱至TLC检查无葛根素斑点为止。这样制得的葛根总黄酮的收率为9.92%，高于正丁醇法的5.42%，2种方法的主要成分基本一致。用大孔树脂法分离葛根总黄酮具有收率高，成本低，操作简便等优点，可供大生产选用。阎文枚等在对心叶淫羊藿的黄酮类化学成分进行时，用AB-8型大孔吸附树脂成功地富集了黄酮类化合物，去除大部分杂质，使接下去的分离工作顺利进行。
2.3 在酚性和酸性化合物的分离、富集中的应用
张英华等在用双波长扫描法测定氏冬心颐口服液中绿原酸的含量时，将提取液上D-101型大孔吸附树脂柱，水洗脱后用20%的乙醇洗脱，即为含绿原酸的流分，浓缩定容后即可进行含量测定。此法避免了溶剂提取法效果不好，薄层色谱图中绿原酸斑点拖尾严重，且有杂质斑点夹杂其中的缺点。
2.4 在生物碱类化合物分离、富集中的应用
传统分离纯化生物碱一般用阴离子交换树脂。因解吸时需要用酸、碱或盐类洗脱剂，引入杂质，给后来的分离带来不便。换用吸附树脂则可避免此类问题。如用AB-8型樹脂提取喜树碱，可直接得到含量约为50%的产品。小辟碱、莨菪碱可用非极性吸附树脂吸附纯化。
3 在制药中的应用
3.1 在生化药物中的应用
大孔吸附树脂在生化物质的生产上的应用日增，其优点在于树脂在分离、提取维生素、抗生素以及酶、氨基酸、蛋白质、肽等生物活性物质时条件温和，设备简单，操作方便，可避免加热、化学处理等过程可能造成的生物活性降低，以及有机溶剂带来的环保、成本昂贵等问题。以发酵液中的维生素B2分离为例：用XAD-1180大孔树脂吸附，以水洗涤树脂柱后，用0.1mol·L-1氢氧化钠洗脱，可除去异构产物，得到纯度很高的维生素B2。
3.2 在中成药制备及质量控制的应用
大孔树脂在复方制剂质量控制方面的应用也逐渐受到重视，其在消除杂质方面具有独特的作用。孔燕君采用吸附树脂-UV测定人参及三七中总皂苷。辛俐华等人利用D-101型大孔吸附树脂预分离，结合HPLC测定了肾宝糖浆中淫羊藿苷的含量，获得满意的结论。
4 在环保方面的应用
大孔吸附树脂还被应用于环保方面。顾建生等[3]人利用大孔吸附树脂从丙烯腈水合反应液中直接分离提取了羟丙腈省去了蒸发-萃取两步工艺，投资少，操作简便。有机磷农药是目前农业生产中最常用的杀虫剂，尤其在产棉区应用更广泛，杀虫效果甚佳。但它亦给人们带来了极大的危害，不时发生有机磷农药中毒现象。大孔吸附树脂还可以用于处理有机废水、工业废水等。西安建筑科技大学采用XDA-111型大孔吸附树脂对硝基苯酚废水进行处理研究，结果表明，硝基苯酚的吸附率接近100%，树脂再生率和硝基苯酚回收率均达95.4%，COD去除率为44.1%。
总之，大孔吸附树脂具有很高的应用价值，尤其在中草药化学成分的提取、富集中有其独特的优势和作用。随着其越来越多的被应用于医药、环保等领域，就要求我们必须要充分考虑其应用的安全性。此外，能否用不同类型的树脂组合系统串联来分离、富集中草药及复方中不同类型的有效化合物群也是一个值得思考的问题。■
参考文献
[1] 张留成，丁会利等.高分子材料基础.北京：化学工业出版社，2004
[2] 徐小燕，潘林梅.影响大孔树脂吸附分离的因素及其在中药制备工艺中的应用.中国药房，2007，3（9）：85-86
[3] 顾建生等.大孔吸附树脂分离提取羟丙腈的研究.离子交换与吸附，2001，1（1）：9-16