以曲札苷為評價指標的大孔樹脂再生工藝優化

沈志偉 方芳 龔云麒

【摘要】目的：優化D101及ADS-7大孔樹脂的再生工藝，提高樹脂利用率，節約生產成本。方法：以樹脂靜態吸附曲札茋苷量為評價指標，通過正交試驗及單因素考察對D101和ADS-7兩種大孔樹脂再生工藝條件進行篩選。結果：D101樹脂再生工藝：先3%HCl浸泡2h，然后3BV通柱并水洗至中性，繼用2%NaOH浸泡2h，同3BV通柱并水洗，最后95%乙醇2BV洗柱，再水洗即可。ADS-7樹脂再生工藝：先5%HCl浸泡4h，然后3BV通柱并水洗，繼用5%NaOH浸泡2h，同3BV通柱并水洗，最后95%乙醇2BV洗柱，再水洗即可。結論：該工藝穩定可行，有效延長樹脂使用壽命，為工業化的生產節約了成本。

【關鍵詞】大孔樹脂;正交試驗;靜態吸附;再生

【中圖分類號】【文獻標志碼】A【文章編號】1007-8517（2019）8-0045-04

Abstract：ObjectivesOptimizingD101andADS-7macroporousresinregenerationprocess，improvetheutilizationrateofresin.MethodsThestaticadsorptioncapacityofresinforpiceatannol3'-O-glucosidewastakenasevaluationindicator，thentheregenerationconditionsofmacroporousresinD101andADS-7werestudiedthroughorthogonaltestandsimplefactorinvestigation.ResultsTheoptimumregenerationprocessofmacroporousresinD101wasasfollows：itwasfirstsoakedusing3%HClfor2hrs，thenpassedthroughtheresincolumnwithacapacityof3BVandwaswashedusingwatertillneutralstate.Next，itwassoakedin2%NaOHfor2hrs，thenpassedthroughtheresincolumnwithacapacityof3BVandwaswashedusingwater.Also，theresincolumnwithacapacityof2BVwasfinallywashedusing95%ethanol，thenitwaswashedusingwateronceagain.TheoptimumregenerationprocessofmacroporousresinADS-7wasasfollows：itwasfirstsoakedusing5%HClfor4hrs，thenpassedthroughtheresincolumnwithacapacityof3BVandwaswashedusingwatertillneutralstate.Next，itwassoakedin5%NaOHfor2hrs，thenpassedthroughtheresincolumnwithacapacityof3BVandwaswashedusingwater.Also，theresincolumnwithacapacityof2BVwasfinallywashedusing95%ethanol，thenitwaswashedusingwateronceagain.ConclusionsTheprocessstabilityisfeasibleandeffectivetoextendtheservicelifeoftheresin，savingthecostofproduction.

Keywords：MacroporousResin;OrthogonalTest;StaticAdsorption;Regeneration

大孔樹脂[1]是一種不帶離子交換基團的多孔性高分子材料，具備較高的比表面積和多孔性，通過有選擇性的物理吸附從植物提取液中提取有效成分。大孔樹脂內部是具有三維網狀立體空間孔結構的有機高分子聚合物[2-4]，通過相互交聯聚合反應，制備形成的有機多孔骨架吸附材料[5]。在工業生產中以大孔吸附樹脂為吸附劑，使用適宜的吸附和解吸條件對不同成分進行選擇性吸附、篩選，從而達到分離、純化某一種或一類有機化合物[6]。相比傳統的硅膠色譜，大孔吸附樹脂具有良好的選擇性和吸附性、解吸和再生工藝條件溫和、成本低、使用壽命長、可反復使用等諸多優點[7-13]。因而，這種高效方便的分離技術在許多領域都顯示出它獨特的效果，特別是天然藥物分離活性成分方面，主要用于植物活性成分的分離純化。

通常情況下，大孔樹脂在重復多次使用后，會因吸附物質的增加使柱效降低，引起樹脂中毒，因此需要以酸堿強化再生[14-15]。對于D101大孔吸附樹脂再生工藝已有部分研究，但對于ADS-7大孔樹脂的再生工藝研究還未見報道，并且到目前為止，還沒有一種簡單、便捷、成本低、環境污染少且能完全恢復樹脂吸附脫附性能的方法[16]。故本實驗在已有的曲札茋苷純化工藝基礎上，進一步優化D101型大孔樹脂（非極性）和ADS-7型大孔樹脂（中極性）的再生方法，為后續生產研究提供參考。

1實驗試劑、試藥與儀器

R-220SE旋轉蒸發儀（Buchi）;低溫冷卻液循環泵（DLSB-30L/20）;美國戴安U3000型高效液相色譜儀;梅特勒XP-205型分析天平。拉薩大黃藥材（批號：20131217）購自西藏墨竹工卡縣，由中科院昆明植物所劉恩德鑒定為蓼科植物拉薩大黃（RheumlhasaenseA.J.LietP.K.Hsiao）;乙醇為分析純;甲醇、乙腈均為色譜純（德國默克公司）;D101型大孔樹脂、ADS-7型大孔樹脂（滄州寶恩吸附材料科技有限公司）;全部實驗用水均為超純水。

2方法

2.1色譜條件COSMOSILpackedcolumn（4.6I.D.×250mm）;檢測波長：319nm;流速：1.0mL/min;以0.1%乙腈為流動相A，0.1%磷酸水為流動相B;梯度洗脫;取10μL，注入液相色譜儀。

2.2方法學考察

2.2.1標準曲線的制備精密稱取曲札茋苷約20mg，置100mL量瓶中，加75%甲醇溶液溶解并定量稀釋至刻度，搖勻，作為貯備液;分別精密吸取該貯備液加75%甲醇溶液稀釋至刻度，配制濃度為200μg/mL、100μg/mL、60μg/mL、40μg/mL、20μg/mL、10μg/mL、6μg/mL、4μg/mL的曲札茋苷溶液，搖勻，分別取10μL，注入液相色譜儀，記錄色譜圖。將峰面積（A）對曲札茋苷濃度（C）作線性回歸，得回歸方程為：A=9647.2C-7050.8，R2=0.999。表明曲札茋苷在4～200ug/mL范圍內峰面積與濃度線性關系良好。

2.2.2精密度試驗分別配置不同濃度（200、100、40μg/mL）的曲札茋苷溶液，按上述色譜條件測定6次，記錄峰面積，RSD分別為0.53%、0.62%、0.29%，均小于2%。

2.2.3穩定性試驗精密稱取曲札茋苷適量，置于容量瓶中，加75%甲醇溶解，配置成濃度為40ug/mL，搖勻。在0、2、4、8、12、24hr分別取10uL，注入液相色譜儀，記錄主峰面積，RSD為0.47%，小于2%。

2實驗方法

2.1大孔樹脂上樣液的制備

2.1.1D101大孔吸附樹脂上樣液取200g藥材于3L圓底燒瓶中，加95%乙醇1.6L，熱回流提取2h，共提取3次，合并濾液。將濾液回收至流浸膏，加200mL水靜置24h，取上清即為D101大孔樹脂上樣液。

2.1.2ADS-7大孔吸附樹脂上樣液取400mL的D101樹脂裝柱，使其徑高比為1∶[KG-*3/5]8，取100mL上樣液以1BV/h的流速上樣，靜置2h，之后以4BV/h的流速用水洗脫4BV，繼用25%乙醇洗脫6BV，收集第2～6BV洗脫液，將洗脫液濃縮至無醇即為ADS-7大孔樹脂的上樣液。

2.2樹脂的再生

2.2.1正交試驗優化樹脂再生條件樹脂再生方法：在容器內加入高于樹脂層10cm的2%～3%HCl溶液浸泡2～4h，然后用3倍于樹脂體積的HCl溶液通柱，并用凈水洗至pH值接近中性;繼用5%NaOH溶液浸洗2～4h，并同上法用3倍于樹脂體積的5%NaOH溶液通柱，且用凈水洗至pH值為中性，最后用2～3倍樹脂體積的乙醇洗柱，再純水洗去乙醇。乙醇洗脫倍數則進行單因素考察，分別用95%乙醇洗脫2、3BV，通過對比樹脂吸附量進行最佳洗脫倍數的篩選。

根據上述方法，本試驗將進一步對HCl溶液濃度（A）、HCl溶液浸泡時間（B）、NaOH溶液濃度（C）、NaOH溶液浸泡時間（D）4個因素進行優化篩選，每個因素選擇3個水平進行L9（34）正交設計，結果見下表1。

以樹脂處理后大孔樹脂的靜態吸附量為評價指標，來篩選D101型及ADS-7型大孔樹脂再生的工藝條件。具體方法為：分別取5mL樹脂于燒杯中（新樹脂作為對照），倒入10mL的上樣液，室溫下放置24h，抽取上清液進行HPLC檢測;取5mL再生后的ADS-7樹脂于燒杯中（新樹脂作為對照），倒入50mL的上樣液，室溫下放置24小時，抽取上清液進行HPLC檢測，并對曲札茋苷吸附量進行計算。

3結果

3.1D101樹脂再生試驗結果

3.1.1正交試驗結果采用L9（34）正交試驗進行正交試驗篩選，結果見表2，并對大孔樹脂的吸附量進行方差分析，結果見表3。通過極差R分析顯示，影響樹脂對曲札茋苷吸附量的因素依次為D>A>C>B，四個影響因素無顯著性意義，以A2B1C1D1為佳，即用3%鹽酸溶液浸泡2h，2%氫氧化鈉浸泡2h。

3.1.2乙醇洗脫倍數考察結果在上述酸堿處理的基礎之上，優化D101樹脂的乙醇洗脫體積，試驗結果見表4。乙醇沖洗2BV即可將樹脂中殘留的大量有機物沖出，因此選擇乙醇洗脫2BV即可。

綜上所述，D101樹脂的最佳再生工藝為：在容器內加入高于樹脂層10cm的3%HCl溶液浸泡2h，然后用3倍于樹脂體積的3%HCl溶液通柱，并用凈水洗至pH值接近中性;繼用2%NaOH溶液浸洗2h，并同上法用3倍于樹脂體積的2%NaOH溶液通柱，且用凈水洗至pH值為中性，最后用2倍樹脂體積的95%乙醇洗柱，再純水洗去乙醇，即可。

3.2ADS-7樹脂再生試驗結果

3.2.1正交試驗結果用L9（34）正交表進行正交實驗優選，試驗結果見表5，并對大孔樹脂的吸附量進行方差分析，結果見表6。通過極差R分析顯示，影響ADS-7樹脂對曲札茋苷吸附量的因素依次為B>A>D>C，四個影響因素無顯著性意義，以A3B3C3D1為佳，即用5%鹽酸溶液浸泡4h，用5%氫氧化鈉溶液浸泡2h。

3.2.2乙醇洗脫倍數考察結果在上述酸堿處理的基礎之上，優化ADS-7樹脂的乙醇洗脫體積，試驗結果見表7。乙醇沖洗2BV即可將樹脂中殘留的大量有機物沖出，因此選擇乙醇洗脫2BV即可。

綜上所述，ADS-7樹脂的最佳再生工藝為：在容器內加入高于樹脂層10cm的5%HCl溶液浸泡4h，然后用3倍于樹脂體積的5%HCl溶液通柱，并用凈水洗至pH值接近中性;繼用5%NaOH溶液浸洗2h，并同上法用3倍于樹脂體積的5%NaOH溶液通柱，且用凈水洗至pH值為中性，最后用2倍樹脂體積的95%乙醇洗柱，再純水洗去乙醇，即可。

3.3驗證試驗為進一步驗證再生工藝的可行性，分別另取3份樹脂，每份200mL，按優化工藝進行重復試驗，結果見表8。

4討論

本次實驗通過樹脂靜態吸附法，以曲札茋苷量為評價指標，采用HPLC測定曲札茋苷的含量，對D101和ADS-7兩種大孔樹脂再生工藝條件進行正交試驗篩選，和大孔樹脂再生工藝條件中乙醇洗脫倍數的單因素考察，從而得到D101型大孔樹脂的最佳再生工藝和ADS-7型大孔樹脂的最佳再生工藝。通過實驗驗證，該再生工藝簡單，成本低，且重復性好，有效的提高了樹脂的使用次數，延長了樹脂使用壽命，為大孔樹脂再生工藝的提供了有效的參考數據，可進一步應用于工業化生產中。

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（收稿日期：2019-01-16編輯：程鵬飛）