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大孔吸附树脂在中药分离中的应用
点击次数:1120 发布时间:2016-03-10
   随着中药现代化发展的需要,传统的中药分离技术如两相萃取法、沉淀法、盐析法等已不能满足中药工业现代化的需求,因此在中药成分提取分离和纯化中采用了一些新的高分子材料和新的技术方法,其中高分子材料以大孔吸附树脂法在中药生产和开发中zui受欢迎。吸附树脂是在20世纪中期发展起来的一项技术,主要应用于化学工业、环境保护、医药工业等领域中,我国于20世纪80年代采用此法用于对一些中药的有效成分或有效部位进行分离 。
  1 大孔吸附树脂分离的特点
  大孔吸附树脂又称聚合物吸附剂,大多为白色球形颗粒,具有三维空间网状结构的高分子聚合物,理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂,对有机物的选择性较好,不受无机盐及强离子低分子化合物的影响。大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分离材料。其主要特点是多孔性和较高的比表面积。在目前的吸附树脂按其表面性质可分为非极性、中极性、极性和强极性几种类型,常用的为苯乙烯型、丙烯腈型及丙烯酸酯型等。不同类型的大孔吸附树脂极性、孔性结构也都不同,对化合物的吸附分离也不相同。并且还可结合不同中药化学成分的结构特点设计合成相应的专用树脂。大孔吸附树脂的这些结构上的灵活性、使用范围的广谱性是其他分离技术不可比拟的。它的吸附性是由范德华力或生成氢键的结果,分离机制主要有以下几种 。
  1.1 物理吸附作用
  非极性吸附树脂主要是物理作用吸附水溶液中的水溶性较小的有机物,而对溶液中的无机离子没有任何吸附能力,对水溶性较大的有机解离物、低级醇类、糖类、氨基酸、蛋白质等吸附能力较弱,因此,此类树脂可以轻易实现有机物与无机物、一般有机物与强亲水性的物质的分离。通过调节ph值改变物质的解离状态,也可分离有机酸和生物碱等。
  1.2 化学吸附作用
  树脂的官能团与被吸附物形成化学键而形成牢固的吸附作用,如碱性的树脂能与有机酸、鞣质产生化学作用,可以用来脱酸、去鞣质。在化学吸附中ph值对大孔吸附树脂的影响较大,通常采用酸性化合物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较为合适,中性化合物可在近中性的情况下被吸附。
  1.3 氢键吸附作用
  含有氢键的吸附树脂可与含相应氢键的有机化合物形成氢键,从而与其他物质分开。此外孔径均匀的树脂还有类似于膜分离的作用,可按分子直径的大小把不同相对分子质量的物质分开。
  2 大孔吸附树脂吸附工艺的安全性
  市场所售的吸附树脂多是以苯乙烯、二乙烯苯、丙烯腈、丙烯酸酯等为单体,用苯、甲苯等为致孔剂制得,常含有未聚合的单体、致孔剂、分散剂及防腐剂,在使用前需将其中的有毒性的有机残留物除去,因此在出厂前都以乙醇、甲醇、酸、碱、丙酮等不同极性的有机溶剂进行梯度洗脱,将树脂中残留的各种不同极性的杂质完全彻底地清洗出来,所以大孔吸附树脂在应用时有较高的安全性,并且在国内外应用的各个领域如医药、环保中,并无因树脂因素引起中毒的报道。因此大孔吸附树脂用于中药制剂、中草药的提取、分离中也是安全可靠的。
  3 大孔吸附树脂在中药分离提取中应用的优势
  在中药现代化的研究中的一个难题就是如何使中药既按中医传统理论应用,保持中药的基本性能,又同时具有西药的成分上、剂量上性,因此在中药生产中选择提取分离技术是非常关键的问题。在目前的中成药生产工艺对中药原料的提取普遍采用水、醇相结合的提取工艺技术,但是,此类方法会造成有效部位、有效成分的流失且中草药的化学成分众多也很难达到有效成分的完全分离。大孔吸附树脂技术在中草药有效部位或有效成分的分离方面上则有自己的优势。目前的应用范围主要集中在提取分离皂苷类如人参总皂苷、西洋参总皂苷、绞股蓝总皂苷、桔梗总皂苷及毛冬青总皂苷;黄酮类如银杏叶黄酮、葛根黄酮;萜类如白芍总苷、赤芍总苷;生物碱类如川乌总生物碱、喜树碱等方面 [2~4]  ,不仅取得良好的分离效果,还可实现有机物与无机物、脂溶性物质与水溶性物质、极性与非性物质、解离物与非解离物等的物质分离。大孔吸附树脂的结构可调节性使其应用具有专一性,如针对黄酮类化合物的结构特点合成了具有氢键吸附作用的ads-17型树脂用于分离银杏叶;针对皂苷类化合物的结构特点合成了ads-7型树脂用于绞股蓝总皂苷的分离。此外,还有据不同的中药成分合成的一系列的特异结构的吸附树脂 [5]  。近年来也有人将大孔吸附树脂尝试用于中药复方制剂的精制,处理后得到的精制物可使药效成分高度富集、杂质减少,同时缩短工艺周期、降低工艺成本,有利于制成现代剂型的中成药,也便于对其进行质量控制,提高了中药制剂的工艺水平。大孔吸附树脂除在分离中草药的领域中应用外,还在中药的质量控制方面应用,特别是对供试样品溶液制备中定量、定性的检查。在《中华人民共和国药典》中对中药材人参叶、黄芪,中成药女金丸、青果丸等的定量、定性方法中都使用了D101大孔吸附树脂法。
  4 大孔吸附树脂分离技术在中药领域中的前景
  大孔吸附树脂分离技术作为一种方便、的分离技术在中药制药工业特别是在对中草药有效成分、有效部位的提取分离方面应用范围广阔。除单独应用外,是否可与其他中药制剂中的新技术如超滤法、絮凝沉淀法、超临界萃取法等联合应用,以取得更好的效果。日前尽管在中草药有效成分特别是复方制剂成分的提取分离纯化方面还存在许多问题,但应该相信随着对中草药研究的深入,会有更多更加完善的具有针对性的特异性吸附树脂发明出来,吸附分离技术必将更多的应用于中药制药领域中去,促进中药现代化的研究。

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