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大孔吸附树脂技术

大孔吸附树脂技术就是以大孔吸附树脂为吸附剂，利用其对不同成分的选择性吸附和筛选作用，通过选用适宜的吸附和解吸条件借以分离、提纯某一或某一类有机化合物的技术。应用大孔树脂进行分离的技术是20 世纪60 年代末发展起来的继离子交换树脂后的分离新技术之一。

一、 大孔吸附树脂技术的基本原理
大孔吸附树脂分离技术是利用大孔吸附树脂对欲分离物质的吸附作用和筛选作用达到分离目的的方法。大孔吸附树脂柱色谱是以大孔吸附树脂为固定相，使天然物提取液通过装有大孔树脂的柱子，其中的有效成分有选择性地吸附在树脂上，而杂质成分不被吸附，再经适当的溶剂洗脱，收集含有效成分的流出液，合并浓缩，回收溶剂，便可除掉天然物提取液中的杂质成分，达到有效分与提取液中糖类、色素等杂质分离的目的。这是一种纯化精制天然有机化合物的新工艺。
大孔吸附树脂也叫大网格吸附剂，是继离子交换树脂之后又一新型分离介质。既不同于离子交换树脂，又有别于凝胶分子筛，同时兼有吸附剂和筛选性，是以吸附作用和筛选作用相结合的分离材料，其吸附作用是由于范德华引力或产生氢键的结果，而筛选作用则是由树脂本身多孔性结构所决定。由于孔隙度比较大，它具有很大的比表面积。根据树脂骨架材料的不同，打孔树脂可分为非极性、中极性和极性三大类。根据分离物质极性大小，通过所选择的与之相适应的大孔吸附树脂的选择性吸附就能得到分离目的。

二、 大孔吸附树脂的结构、性质及种类
大孔树脂是20世纪60年代发展起来的一类有机高聚物吸附剂，多为苯乙烯型或2-甲基丙烯酸酯型。由于与普通凝胶树脂的合成方法不同，大孔树脂的孔径与比表面积都比较大。大孔树脂内部具有三维空间立体结构，显微形状为球形颗粒，一般为白色球形颗粒状，粒度多为20~60目。颗粒内部哟很多网状孔穴而具有很大的比表面积，具有良好的筛选吸附性能，比表面积越大，吸附能力越强。另外，在树脂合成时刻引入酰胺基、酚羟基等极性基团，使树脂具有适当的极性，可用于极性化合物的吸附。
大孔树脂随之变条件及原料性质的不同，性能差异很大。它们与无机类多孔体的空隙结构不同，无机类多孔体可按离子键能晶格排列的比较规整，其键长、键角、大小和方向都是固定的，构成的空穴也是均匀规整的，面大孔树脂的空隙形状和大小分布则不相同，是很不均匀、不规整的，其结构也十分复杂。大孔树脂的孔隙不全在大孔径范围内，其中也有很多过度孔和微孔，只是它们的孔径范围集中在大孔区域内。
大孔吸附树脂是一类不含交换基团的高分子吸附剂，理化性质稳定，不溶于水、酸、碱及常用有机溶剂（如乙醇、丙酮及烃类等），对有机物有分离富集作用，且不受无机盐类及强高分子、低分子化合物的干扰，在水溶液中吸附力较强且有良好的吸附选择性。与传统吸附剂相比，它具有选择性好、吸附容量大、解析容易、机械强度高、附污染、流体阻力小、可以多次反复使用、再生比较容易等优点。
目前，国内外使用的大孔吸附树脂种类很多，型号各异，性能差异很大，如国产的AB-8、X-5、NKA-9、D-101、DA-201、H-103、LD-605、CDA-40、D-1300、MD-05271、AD-40等。大孔吸附树脂理化性质稳定，一般不溶于酸碱及有机溶媒，在水和有机溶剂中可以吸收溶剂而膨胀

三、 大孔吸附树脂柱色谱分离效果的影响因素
大孔吸附树脂柱色谱对天然有机化合物的吸附分离受诸多因素影响，除树脂和化合物性质外，洗脱剂的种类、浓度、pH值，树脂和样品预处理方法，样品与树脂用量等都能影响分离纯化的效果。
（一） 被分离成分的性质
欲分离的天然产物成分的极性大小和分子体积是影响分离的关键。
1. 分子的极性
分子的极性大小直接影响分离效果，一般而言，极性较大的分子一般适于中极性的树脂上分离、极性小的分子适于在非极性树脂上分离。但对于中极性树脂来说，待分离化合物分子上能形成氢键的集团越多，吸附越强。
2. 分子的大小
有机物通过树脂的网孔扩散到树脂网孔内表面而被吸附，因此树脂吸附能力大小与分子体积密度有关。化合物的分子体积越大，吸附能力越强，这与大体积分子的疏水性增强有关。另一方面，化合物分子体积是大孔吸附树脂筛分作用的决定因素，分子体积较大的化合物选择较大孔径的树脂，否则将影响到分离效果。
（二） 上样溶剂的性质
1. 溶剂对样品成分的溶解性
通常一种成分在某种溶剂中溶解度大，则在该溶剂中树脂对该物质的吸附力就小，反之亦然。如果在上样溶液中加入适量无机盐（如氯化钠、硫酸钠、硫酸铵等），可使树脂的吸附量大。
2. 溶剂的pH值
一般而言，酸性化合物应在酸性溶液中进行吸附，碱性化合物在碱性溶液中进行吸附，中性化合物可在近中性的情况下被吸附。
（三） 上样溶液的浓度
树脂吸附量一般与上样溶液浓度成反比，通常以较低浓度进行吸附较为有利，如果上样溶液偏高，则吸附量会显著减小。
（四） 吸附流速
对于同一浓度的上样溶液，吸附流速过大，树脂的吸附量就会下降，但吸附流速过小，吸附时间就会增加。在实际应用时，应综合考虑来确定最佳吸附流速，既要使树脂的吸附效果好，又要保证较高的工作效率。
（五） 洗脱剂的性质
1. 洗脱剂种类
常见的洗脱剂有甲醇、乙醇、丙酮等，洗脱能力顺序为丙酮＞甲醇＞乙醇＞水。可根据吸附能力强弱选用不同的洗脱剂及浓度，对于非极性树脂，洗脱剂极性越小，其洗脱能力越强；对于中极性和极性树脂，则用极性较大的洗脱剂为宜。在实际工作中，乙醇应用较多。
2. 洗脱剂的pH值
洗脱剂的pH值对其洗脱能力和对化合物的分离效果有显著影响，需根据待分离化合物结构特点来控制溶液的pH值。通过改变洗脱剂的pH值，可使吸附物形成较强的离子化合物，很容易被洗脱下来，从而提高洗脱率。
（六） 洗脱流速
洗脱流速一般控制在0.5~5Ml/min为宜。

四、 大孔吸附树脂柱色谱的应用
大孔吸附树脂柱色谱技术具有快速、高效、方便、灵敏、重现性好等优点，早期在废水处理、维生素、抗生素分离纯化方面应用较多。近年来在天然药物有效成分的提取、分离纯化、中药制剂工艺改革、质量分析与控制等方面得到广泛的应用，尤其在医药领域显示出独特的作用。

D-101-1大孔树脂吸附纯化杜仲总黄酮研究（潘莹）
杜仲黄酮具有降脂减肥、抗自由基、抗氧化、抑菌、抗病毒等作用。以往的黄酮类研究中大都以杜仲叶作为试材，而以杜仲皮作为试材的研究却鲜见报道。笔者参考其他文献方法，以杜仲皮为试材，筛选D-101-1大孔树脂吸附纯化杜仲总黄酮的最佳条件，以期为杜仲总黄酮的进一步开发利用及其黄酮生物学活性研究提供科学依据。方法：在80 ℃ 条件下，用70%乙醇(料液比为1：10)回流提取2次，每次2 h，以杜仲总黄酮的纯度和得率为考察指标，对D-101-1净品型大孔树脂吸附纯化杜仲总黄酮的工艺进行了筛选。结果：洗脱溶剂为70%乙醇时，杜仲总黄酮的分离纯化效果最好，杜仲总黄酮的纯度为54. 43%，得率为2. 61%。本研究利用大孔树脂分离纯化杜仲总黄酮后，总黄酮的纯度比未经分离的高出约1倍，表明大孔树脂吸附纯化法用于杜仲总黄酮的提取分离，具有吸附快、解析率高、洗脱率高、树脂再生简便等特点，是杜仲深度利用的有效技术。作者针对黄酮类化合物易溶于乙醇，微溶于水( 溶于热水)的特点，将70%乙醇回流提取液浓缩至膏状，加热水使其溶解，抽滤，滤液上大孔树脂柱，这样大大增加了大孔树脂的吸附能力。

大孔吸附树脂一次性分离杜仲叶中杜仲总苷和杜仲黄酮的研究（董娟娥等）
本文主要研究九种不同型号（XDA-1、LSA-10、LSA-7、X -3、LSA-20、LSA-700、LSA-4、X-5、LSI一632）的大孔树脂吸附和分离杜仲总苷的效果，并对其分离工艺进行优化组合。在所考察的九种树脂中，一次性分离杜仲总苷和杜仲黄酮的适宜大孔树脂为XDA-1和x-5。利用这两种树脂的工艺参数是：吸附条件为：上柱液pH 6，时间大于10 h；解吸条件为：对于XDA-1树脂，应采用40％的乙醇洗脱杜仲总苷，80％的乙醇洗脱杜仲黄酮；对于X-5树脂，应采用30％的乙醇洗脱杜仲总苷，70％的乙醇洗脱杜仲黄酮。