吸附树脂的作用原理

背景及概述^[1]

吸附树脂是以吸附为特点，具有多孔立体结构的树脂吸附剂。它是最近几年高分子领域里新发展起来的一种多孔性树脂，由二乙烯苯等单体，在甲苯等有机溶剂存在下，通过悬浮共聚法制得的鱼籽样的小圆球。广泛用于废水处理、药剂分离和提纯，用作化学反应催化剂的载体，气体色谱分析及凝胶渗透色谱分子量分级柱的填料。其特点是容易再生，可以反复使用。如配合阴、阳离子交换树脂，可以达到极高的分离净化水平。吸附树脂中最常用的为大孔吸附树脂。

作用原理^[2]

大孔树脂的基本性能与凝胶树脂基本相似，其“孔隙”是在合成时由于加入惰性的制孔剂，待网络骨架固化和链结构单元形成后再用溶剂萃取或水洗蒸馏将其去掉，就留下了不受外界条件影响的孔隙，即“永久孔”。孔径可达到100nm甚至可达到1000nm以上，故称之为“大孔”。大孔吸附树脂的吸附性是由于范德华引力或产生氢键作用的结果。分子筛性是由于其本身多孔性结构的性质所决定的。根据树脂的表面性质，可将其分为非极性、中极性和极性三类。在确定树脂的型号及分离条件时应综合考虑被分离物极性大小、分子量、溶液的pH值等因素的影响，以及树脂柱的清洗、洗脱液的选择等因素。

分类与选择^[2]

大孔吸附树脂根据表面的性质可分为非极性、弱极性和极性3类，“相似相吸原理”可作为树脂选择的参考。“相似相吸”是指在极性溶剂（水）中非极性树脂吸附非极性物质，在非极性溶剂中极性树脂吸附极性物质，而弱极性树脂对极性和非极性物质都具有吸附力。筛选方法可根据分离的有效部位不同的理化性质，选择适宜的树脂进行分离纯化，树脂种类的选择可用比上柱量、比吸附量、比洗脱量等指标来衡量。

树脂的预处理与再生^[2]

市售大孔吸附树脂一般含有未聚合的单体、致孔剂、分散剂等脂溶性物质，使用前需要进行预处理，选用甲醇、乙醇或丙酮连续洗涤数次，使洗脱液加水不出现明显浑浊或醇洗脱液蒸干后无残留物，再用蒸馏水洗至无醇味即可。必要时需用酸、碱液洗涤，最后用蒸馏水洗至中性，备用。树脂使用多次之后，吸附的杂质增多，吸附能力降低，故使用一段时间后需要再生处理。乙醇是常用的再生剂，采用50%左右的含水醇、酮或含有酸、碱的含水醇、酮进行洗涤，再生效果较好。

应用情况^[3]

1)大孔树脂在中药单方有效成分提取工艺中的应用　

马振山报道了大孔吸附树脂在中药有效成分提取分离方面的应用，体现出大孔吸附树脂简化提取工艺、减少有机溶媒的耗用、提高分离效率、提高有效成分纯度等优势。近几年，大孔吸附树脂在中药单方有效成分的分离、纯化方面应用更加广泛。研究大孔吸附树脂提取喜树碱的工艺，经过对7种树脂的比较，优选出AB-8树脂是一种较为理想的吸附剂，结果表明经AB-8树脂提取喜树碱的收率为2.6%～3.1%，纯度90.2%～90.5%，证明了大孔吸附树脂法从喜树果中提取喜树碱的可行性。比较10种大孔吸附树脂对银杏叶黄酮的吸附性能，筛选试验结果表明AB-18大孔吸附树脂是一种对银杏叶黄酮吸附性能优良的吸附剂，对于优化生产工艺，充分利用银杏资源有重要意义。研究用大孔吸附树脂提取茶叶中茶多酚的方法，通过对树脂的筛选确定了NK-S3树脂对茶多酚吸附-解吸性能良好，其对茶多酚的吸附量可达81.57mg·g-1，洗脱率接近100%，此法提取茶多酚成本低、工艺简单且树脂可反复使用，可完善为工业化提取方法。

研究川芎提取纯化工艺条件，结果表明大孔吸附树脂法提取物收率为0.6%，其中川芎嗪和阿魏酸的含量约占原药材的25%～29%，该法操作简单，收率稳定，适用于工业生产。采用D101大孔树脂分离纯化葛根总黄酮，结果表明该法具有收率高(占药材总黄酮的84.58%)、成本低、操作简单等优点，可供大生产选用。采用大孔吸附树脂分离赤勺总苷，实验结果表明赤勺总苷的收率为5.4%，其中芍药苷含量75%，其方法操作简便，树脂再生容易，得率稳定，产品质量稳定，适用于工业化大生产。采用703弱碱性大孔吸附树脂制备大黄中总游离蒽醌，得率为2.8%～3.5%，高于化学试剂法，认为该法可作为总游离蒽醌制备纯化工艺。优选大孔吸附树脂提取分离川乌、制草乌水煎液中乌头类总生物碱的工艺条件，实验证明采用AB-8型树脂或D-101型树脂，80%乙醇洗脱，乌头类总生物碱的提取率为85%，水溶性杂质去除率为82%，对提高制剂中有效成分含量，缩小服用剂量有重要意义。采用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，结果表明采用工艺条件可使胆红素的提取率达85%以上，纯度可达93%，且工艺简单，树脂再生容易，可作为胆红素的生产工艺。研究D101大孔吸附树脂富集纯化人参总皂苷的工艺条件，结果表明通过大孔树脂富集纯化后的人参总皂苷洗脱率在90%以上，5%乙醇洗脱液干燥后总固物中人参总皂苷纯度可达60%，证实了该技术用于生产的可行性。D101大孔吸附树脂法富集纯化毛冬青、三七总皂苷均有吸附量大、洗脱率高等优点，可适用于工业化生产。

2)大孔树脂在中药复方制备、精制工艺中的应用　

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，用非极性大孔吸附树脂法从复方中提取有效成分，采用正交试验设计考察了吸附和解吸条件并进行了试验生产，结果表明，大孔树脂法简化了工艺过程，缩短了生产周期，提高了产物的纯度，更适于工业化生产，可替代原溶剂提取沉淀工艺。采用大孔吸附树脂提取桔梗、远志、款冬花、甘草等的有效成分，制成复方桔梗止咳滴丸，以薄层色谱法对桔梗、远志进行鉴别，采用HPLC对甘草酸进行含量测定，结果表明改制剂工艺稳定，质量可靠，具有剂量小、起效快、服用方便等特点。采用大孔吸附树脂精制右归煎液，通过正交试验表明，影响精制的因素为右归煎液浓度、流速和径高比，吸附回收率83.34%(以5-羟基糠醛计)，且所得干浸膏不易吸湿，贮藏方便。

采用大孔吸附树脂吸附与超滤连用精制技术制备得六味地黄丸精制提取物，其质量只有原药材的4.6%，而98%的丹皮酚与86%的马钱素被保留，有效的减少了服用量，保留了小分子有效成分。用D101大孔吸附树脂分离精制四逆汤，并运用化学与药效学指标对大孔树脂精制物进行评价，结果表明四逆汤精制物能保留四逆汤的有效成分，用D101大孔树脂精制四逆汤可行。以保和丸中主要药味陈皮中的主要成分橙皮苷富集程度为考察指标，考察了大孔树脂富集保和丸有效成分的工艺条件，结果表明D101大孔吸附树脂富集橙皮苷洗脱率在95%以上，50%乙醇洗脱液干燥后总固物约为处方量的4%，对精制物进行多指标药理评价结果显示，没有改变原剂型的功效，大孔树脂法较好的富集了保和丸中的有效成分，减小了服用剂量，在饱和丸剂改中具有推广应用价值。采用大孔树脂法精制脑康口服液，并与醇沉法制得的脑康口服液进行了工艺质量及薄层色谱图谱鉴别比较，结果表明经DA-201型大孔树脂精制的脑康口服液澄明度明显提高，精制后的脑康口服液质量明显优于纯沉法，而且缩短了生产周期，提高了生产效率，唯一不足是成本略高。

主要参考资料

[1] 环境科学大辞典

[2] 大孔吸附树脂研究进展

[3] 大孔吸附树脂研究进展