大孔吸附树脂吸附原理

概述

大孔吸附树脂是一类不含交换基团且有大孔结构的高分子吸附树脂，具有良好的大孔网状结构和较大的比表面积，可以通过物理吸附从水溶液中有选择地吸附有机物，是20世纪60年代发展起来的新型有机高聚物吸附剂，已在环保、食品、医药等领域得到了广泛的应用。

大孔吸附树脂在抗生素、维生素、氨基酸、蛋白质提纯，生化制药方面早已得到应用。应用大孔树脂分离、纯化天然产物提取液最早开始于20世纪70年代末。研究结果显示，在天然药物的精制，天然产物有效成分与有效部位的分离、纯化，中成药的质量控制等方面，大孔吸附树脂已显示出独特的作用优势。如人参皂苷、三七皂苷、甜菊皂苷、甘草甜素、银杏黄酮内脂、山楂黄酮、黄芪皂苷、橙皮苷、大豆异黄酮、茶多酚、红豆杉生物碱等化合物的分离，天然产物复方（如生脉注射液、六味地黄颗粒、舒肝止痛片、右归煎液等）中有效成分的分离纯化，效果得到充分肯定。

分类  

大孔吸附树脂的骨架结构主要有苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯腈、异丁烯等，致孔剂有甲苯、石蜡，溶剂有汽油、煤油、碳醇、聚乙烯醇等，分散剂有明胶等，交联剂有二乙烯苯等。由于骨架的不同致使树脂的极性也不同，通常分为非极性树脂、弱极性树脂和极性树脂。

分离原理

大孔吸附树脂的吸附作用主要是通过表面吸附。表面电性或形成氢键等来实现的。因此，大孔吸附树脂具有很大的比表面积，主要通过分子间作用力对被吸附的分子建立于吸附作用，另一方面它具有一定的孔径，不同分子大小的化合物经过树脂柱时，树脂又有一定的分子筛作用。不同极性、不同孔径的树脂对不同种类的化合物的选择性不同，从而达到分离纯化的目的。一般来说，对分子量相似的化合物，极性越少，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。对于极性相似的化合物，分子量越大，越易洗脱下来。由于树脂与被分离成分之间的吸附为物理吸附，使得被吸附的物质较易洗脱下来，同时树脂本身容易再生，因此，大孔吸附树脂的应用技术已为天然产物现代化关键技术之一。

吸附原理

大孔吸附树脂是以苯乙烯为单体,加入二乙烯苯为交联剂,甲苯、二甲苯为致孔剂,它们相互交联聚合形成了多孔骨架结构。树脂一般为白色的球状颗粒,粒度为20～60 目,是一类含离子交换集团的交联聚合物,它的理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂,不受无机盐类及强离子低分子化合物的影响。

树脂吸附作用是依靠它和被吸附的分子(吸附质) 之间的范德华引力,通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作,使有机化合物根据有吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱分开而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。

吸附条件：

吸附条件和解吸附条件的选择直接影响着大孔吸附树脂吸附工艺的好坏,因而在整个工艺过程中应综合考虑各种因素,确定吸附解吸条件。影响树脂吸附的因素很多,主要有被分离成分性质(极性和分子大小等) 、上样溶剂的性质(溶剂对成分的溶解性、盐浓度和PH 值) 、上样液浓度及吸附水流速等。

通常,极性较大分子适用中极性树脂上分离,极性小的分子适用非极性树脂上分离;体积较大化合物选择较大孔径树脂;上样液中加入适量无机盐可以增大树脂吸附量;酸性化合物在酸性液中易于吸附,碱性化合物在碱性液中易于吸附,中性化合物在中性液中吸附;一般上样液浓度越低越利于吸附;对于滴速的选择,则应保证树脂可以与上样液充分接触吸附为佳。

影响解吸条件的因素有洗脱剂的种类、浓度、pH值、流速等。洗脱剂可用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等,应根据不同物质在树脂上吸附力的强弱,选择不同的洗脱剂和不同的洗脱剂浓度进行洗脱;通过改变洗脱剂的pH 值可使吸附物改变分子形态,易于洗脱下来; 洗脱流速一般控制在0. 5 ～5mL/ min。