淺談大孔吸附樹脂

【摘要】：大孔吸附樹脂是一種大孔結構的高分子吸附劑，具有吸附性和分子篩性能。由于其具有吸附容量大、吸附速度快、易解吸、易再生、對有機物選擇性好等優點，現以廣泛應用于中藥等領域。不足之處是易帶入有機殘留物，需進行預處理后使用，并對產品的有機殘留物進行檢測。

【關鍵詞】：大孔吸附樹脂；類型；預處理；再生；中藥生產

【中圖分類號】R722.12 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2014）08-0549-01

大孔吸附樹脂產生于20世紀60年代，是一種不含交換基團，具有大孔結構的高分子吸附劑。它的性質與活性炭相似，可以有效地吸附不同化學性質的各種類型化合物，它所具有的吸附性與范德華引力或形成氫鍵有關。此外，由于吸附樹脂具有多孔性網狀結構，還有篩選分離的性能。大孔吸附樹脂由于能解決其它常用吸附劑難以解決的問題，具有吸附容量大、吸附速度快、易解吸、易再生、物理與化學穩定高、對有機物選擇性好等優點，現于已大量用于環保、化工、醫藥、食品、臨床鑒定等領域。近年來，隨著中藥新藥的發展和中藥現代化的不斷深入，大孔吸附脂在中藥及天然藥物活性成分和有效部位的分離、純化中應用越來越多。然而，它也有不足之處，即可帶進毒性大的甲苯、二甲苯等殘留物，應進行預處理，洗去殘留物檢查合格后方可使用。

1 大孔吸附的樹脂的類型及性能

大孔吸附樹脂一般為白色乳白色至微黃色顆粒狀，粒度多為20-60目，其基本性能和凝膠樹脂相似，“孔隙”是在合成時由于加入惰性的制孔劑，待網絡骨架固化和鏈結構單元形成后，再用溶劑萃取或水洗蒸餾將其去掉，就留下了不受外界條件影響的孔隙，即“永久孔”。孔徑可達到100nm以上，故稱“大孔”。它的理化性質穩定，不溶于酸、堿及有機溶劑，加熱不溶，可在150℃以下使用；比表面積很大；對有機物選擇性好，不受無機鹽類及其他強離子、低分子存在的影響，且反而有利于吸附；流體阻力較小；脫色能力高等[1]。

大孔吸附樹脂的吸附性是由于范德化引力或產生氫鍵的結果，分子篩是由于其本身多孔性結構的性質所決定。大孔吸附樹脂以范德華力從很低濃度的溶液中吸附有機物，其吸附性能主要取決于吸附劑的表面性質，根據樹脂的表面性質，可分為極性、中極性和非極性三種類型。非極性吸附樹脂是以苯乙烯為單位、二乙烯苯為交聯劑聚合而成，故稱為芳香族吸附劑。它不帶任何功能基，孔表面的疏水性較強，可通過與小分子內的疏水部分的作用吸附溶液中的有機物；中極性吸附樹脂是以甲基丙烯酸酯作為單體和交聯劑聚合而成，也稱脂肪族的吸附劑。其表面兼有疏水和親水兩部分；極性吸附劑則在結構中含有硫氧、酰胺、氮氧等功能基團[2]。非極性樹脂易從極性溶媒中吸附非極性物質，極性樹脂易從非極性溶媒中吸附極性物質。

2 大孔吸附樹脂、洗脫劑的選擇

2.1 大孔吸附樹脂選擇

不同極性和含不同官能團的樹脂對各類化合物的吸附能力是不同的，因此，使用時必須根據情況加以選擇。選擇樹脂應從兩方面考慮，即樹脂的吸附性能和分離性能。例如，分離極性較大的化合物應選用中極性樹脂，而極性小的化合物則選用非極性的樹脂。凡吸附分子量大的化合物，應選擇較大孔徑的樹脂，吸附分子量小的物質，則選比表面積高及孔徑較小的吸附劑[3]。一般說來黃酮苷、蒽醌苷、木脂素苷、香豆素可選用合成原料中加有甲基丙烯酸甲酯或丙烯氰的樹脂如D201、D301、HPD600、NKA-9；環烯醚萜苷選用D301、HPD600、NKA-9等；皂苷、生物堿選用弱極性和極性樹脂如AB-8、D201、D301、HPD300、HPD600、D4006、NKA-9等；脂溶性成分甾體類、二萜和三萜類、黃酮、木脂素、香豆素選用非極性和弱極性的樹脂如D101、DM301、AB-8、SP825、HPD100[4]。

2.1 洗脫劑選擇

洗脫劑的選擇應根據樹脂對指標成分的吸附能力強弱來定，一般是采用對化合物有較好溶解度的溶劑，這樣可以得到高濃度的洗脫液，常用的是水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。對于非極性大孔吸附樹脂，洗脫劑極性越小，洗脫能力越強；對于極性大孔吸附樹脂和極性較大的化合物，則用極性強的溶劑更能滿意分離。對弱酸性的化合物可用堿來解析；對于弱堿性物，可用酸來解析。

3 大孔吸附樹脂的預處理與再生

3.1 預處理

為了保護樹脂不受霉菌的侵蝕，新購的樹脂一般是用氯化鈉及硫酸鈉處理過的，同時樹脂內部尚存在未聚合的單體，殘余的致孔劑、引發劑、分散劑等，故用前用必須除掉。將新購的大孔樹脂放在燒杯中，加入足量的水，使其溶脹至體積不再增加為止，然后倒入內有少許水的交換拄內，使管內樹脂量不要超過管長1/2以上，水在柱內的高度沒過樹脂。裝好柱后，先緩慢地讓水從柱的底部流入反洗，并逐漸加速，使樹脂全部移動，直至樹脂內的氣泡全部趕出，同時懸浮不潔物、破碎及過小顆粒從管頂逸出為止。然后再用甲醇或95﹪乙醇或丙酮浸泡24h后洗滌，也可將樹脂與有機溶劑一起在水浴上回流，直到洗滌液加水混合后不呈白色渾濁為止，最后用水洗掉所用的有機溶劑，備用[5]。

3.2 再生

樹脂使用一定周期后會受污染以致吸附能力下降，需再生以恢復其吸附性能。樹脂的再生可分為簡單再生和強化再生。簡單再生的方法是用不同濃度的溶劑按極性從大到小梯度洗脫，再用2～3﹪的稀酸、稀堿溶液浸泡，水洗至PH值中性即可使用。樹脂經過幾次簡單再生使用后，如果吸附性能下降較多時需強化再生。強化再生的方法是先用不同濃度的有機溶劑洗脫后，反復用大體積稀酸、稀堿溶液交替強化洗脫后，水洗至PH值中性即可使用。應該指出的是，在樹脂再生時，應先進行梯度洗脫，考察樹脂再生的乙醇濃度，或先用低濃度的乙醇洗脫，再采用高濃度的乙醇效果較好。另外，對于難以再生的樹脂，亦可先用稀堿浸泡、洗脫后，再用不同濃度的乙醇洗脫，仍能取得較好的效果。

4 大孔吸附樹脂在中藥生產中的應用

4.1 制備中藥供試液的優點

主要有以下三個方面呈的優點：

除去干擾成分效果好： 大孔吸附脂在水溶液中對水溶性多糖、粘液質、色素、樹脂等大分子物質幾乎不吸附或吸附力很弱，很容易被水洗除去。反之，有一些以多糖為有效部位的制劑，收集未被樹脂吸附的流出液和水洗液則可除去極性中等和較小的有機物，便于多糖的測定。由于樹脂對中藥提取液中極性中等和較小的有機物的吸附能力較強，用濃度遞增的乙醇即可將這些有機物按極性由大至小的順序依次洗脫出來，收集不同濃度的乙醇洗脫液即可得到所要組分的供試液[6].。

操作簡便，樣品損耗小： 用大孔吸附樹脂分離中藥提取液制備供分析用的供試液一般有三步。第一步，將中藥及其制劑溶解在水溶液中，定量過濾到樹脂柱內，基本不損耗樣品。第二步，用水沖洗柱子沖直到流出液無色或幾乎無色，棄去水洗液。第三步，用一定濃度的乙醇沖洗，洗脫液直接流入容量瓶中作為供試液。

成本低，污染小： 通常情況下，制備一個供定性鑒別和定量測定的樣品供試液只需5～20g左右樹脂，一次裝柱可反復使用多次，一公斤樹脂一般可供制備500多批次供試液。

4.2 分離純化中藥提取液的技術要求

非苯乙烯骨架型大孔吸附樹脂應增加安全性動物試驗；應建立大孔吸附樹脂前處理的合理方法及合格標準，前處理應能將樹脂殘留物控制在安全范圍內；上柱、吸附、洗脫為大孔吸附樹脂純化的主要步驟，建議用比上柱量、比吸附量、比洗脫量、保留率及純度等參數來評價純化效果，防止有效成分的泄漏和漏洗；一般情況下，純化同一種藥物的大孔吸附樹脂，當其吸附量下降30%以上時，則應視為不宜再用；大孔吸附樹脂純化復方時，應充分說明采用大孔吸附樹脂純化的必要性與方法的合理性，除盡可能用每味藥中有效成分的含量為指標評價其合理性外，還應進行藥效學對比試驗，以確保上柱前后藥物的“等效性”；應在成品中建立樹脂殘留物或裂解的檢測方法，制訂合理的限量，并列入質量標準正文。

4.3 應用

由于中藥科研水平的提高，近年來大孔吸附樹脂已被廣泛地應用于單味和復方中藥中有效部位和單體化學成分的提取的分離，單味和復方中藥制劑提取和精制，中藥分析。大孔吸附樹脂分離純化生物堿可以避免傳統方法中需要用的酸、堿或鹽類洗脫劑引入的雜質，使后來的分離更簡易。劉中秋等證實大孔吸附樹脂富集橙皮苷等黃酮類成分不僅吸附快，解吸度高，而且具有吸附容量大，洗脫率高，洗脫率高，樹脂再生簡化等優點。袁海龍等用HPLC檢測大孔吸附樹脂處理過的樣品液，操作步驟少，色譜柱污染少，柱壓低，，具有分離度高，重現性好，專屬，靈敏的特點[7]。應用大孔吸附樹脂可將中藥有效成分中水溶性成分分離出來，特別有利于解決中藥大、黑、粗的問題。郭利瑋，等將大孔樹脂吸附技術和超濾技術相結合，六味地黃丸進行精制，結果提示該聯用精制技術可有效的減少服用量，保留小分子有效物質。由于中藥中所含成分復雜，為去除雜質干擾，獲得準確的測定結果或理想的HPLC和TLC色譜，有時需要對樣品進行上柱處理。李懷斌，等使用大孔吸附樹脂柱對復方天麻首烏酒中天麻的薄層鑒別供試品進行處理，結果供試品可清晰檢出天麻素斑點[8]。

5 討論

由于市售樹脂均為化工樹脂，殘留有一定量的有機溶劑，利用大孔吸附樹脂技術生產的藥品和保健食品可能被帶入樹脂有機殘留物，而影響此類產品的安全性。為此，國家藥品監督管量局（SFDA）多次召開專家會議對此問題進行認真討論，并以會議紀要的形式發布有關使用大孔吸附脂純化中藥產品和保健品中有機殘留物的規定，要求中藥產品應檢驗苯、甲苯、苯乙烯、烷烴類、二乙基苯類（二乙烯基）及樹脂殘留物總量，苯不得高于2μg？g-1，其他殘留物不得高于20μg？g-1：保健食品要求檢測到二乙烯苯，不得高于50μg？g-1。賈存勤，屠鵬飛等利用氣相建立了中藥產品中苯、甲苯、苯乙烯、二乙苯、萘、癸烷、十一烷和十二烷共10種有機殘留物的定量分析方法[9]。

雖然大孔吸附樹脂仍存在一些不足之處，但它能解決其他常用吸附劑難以解決的問題，具有吸附容量大、吸附速度快等許多優點。隨著大孔吸附樹脂的質量標準及其應用技術的規范化，它將更廣泛地應用于中藥等各領域。

參考文獻

[1] 屠鵬飛，賈存勤，張洪全.大孔吸附樹脂在中藥新藥[J].中醫藥現代化，2004，6（3）：24-28[2] 郭麗冰，王蕾.常用大孔吸附樹脂的主要參數和應用情況[J].中國現代中藥，2006，8（4）：26-32[3] 李嘉蓉.天然藥物化學實驗[M].北京：中國醫藥科技出版，2002

[4] 張蔚君，朱麗，等.大孔吸附樹脂在中草藥有效成分提純中的應用及影響因素[J]. 空軍總醫院學報，2006，22（2）：96-98

[5] 周光姣，周亞球.淺析大孔吸附樹脂[J].時珍國醫國藥，2006，17（4）：589-590

[6] 金芳.大孔吸附樹脂在中藥質量分析研究中的應用[J]. 藥物分析雜志，2004，8（5）：16-24

[7] 孫彩華，陳水英.大孔吸附樹脂在中藥有效成分研究中的應用[J].黑龍江醫藥，2006，19（3）：205-206

[8] 屠萬倩，李昌勤.大孔吸附樹脂在醫藥研究領域中應用的進展[J].中醫研究，2006，19（4）：61-64

[9] 賈存勤，屠鵬飛，李陽春，張洪全.中藥產品大孔吸附樹脂有機殘留物檢測方法研究[J].藥物分析雜志，2006，26（4）：438-442