大孔树脂

取自 食品百科全书

大孔树脂

　　大孔树脂(macroporous resin)又称全多孔树脂，大孔树脂是由聚合单体和交联剂、致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备而成。聚合物形成后，致孔剂被除去，在树脂中留下了大大小小、形状各异、互相贯通的孔穴。因此大孔树脂在干燥状态下其内部具有较高的孔隙率，且孔径较大，在100~1000nm之间，故称为大孔吸附树脂。

[原理]　　

　　大孔吸附树脂是以苯乙烯和丙酸酯为单体,加入乙烯苯为交联剂,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。

[预处理]　　

　　大孔吸附树脂是一类有机单体加交联剂、致孔剂、分散剂等添加剂聚合而成,因而购来的树脂要除去可能存在的毒性有机残留物。具体方法为,首先使用饱和食盐水（工业用）,用量约等于被处理树脂的2 倍,将树脂置于食盐中浸泡18～20 h ,然后放尽食盐水,用清水漂洗净,使排出的水不显黄色,再用2 %～4 %氢氧化钠(或5 %盐酸) 溶液(其量与上同) 浸泡2～4h(或小流量清洗) ,放尽碱或酸液后冲洗树脂直至水接近中性待用。实验室用常用>95%的乙醇。

[型号及选择] 　　

　　国内外使用的树脂种类众多,型号各异,性能差异大。树脂型号主要有:国外,美国Rohn - hass 公司生产的Amberlite XAD 系列与日本三菱合成工业公司生产的Diaion HP - 10、- 20、- 30、- 40、- 50(非极性) ,其它牌号吸附树脂还有: Parapet P - S、Parapet Q、Parapet R、Parapet S、Parapet N、Chromo sorb系列等;国内主要的树脂有天津农药股份有限公司的D 系列,上海试剂厂101、102、402 等,南开大学化工厂产品D 系列、H 系列、AB - 8 (弱极性) 和上海医药工业研究院SIP 系列等。大孔吸附树脂是一类新型的非离子型高分子吸附剂,树脂通常依其极性分为非极性、弱极性、板性3 类,树脂的结构一般为苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、丙烯酸或氧化氮类。树脂吸附性能的优劣是由其化学和物理结构决定的,同一型号大孔吸附树脂对有效部位吸附能力强弱的规律为:以药材计生物碱> 黄酮> 酚性成分> 无机物,不同树脂结构对不同物质吸附效果不同,通过研究DM- 130、LSA - 10、LSA - 20 型吸附树脂对黄酮类化合物的吸附分离研究,发现DM - 130 吸附树脂是一种对黄酮类化合物具有优良吸附性能的吸附剂。研究人员比较了10 种大孔吸附树脂对银杏叶黄酮的吸附性能及吸附动力学过程。筛选实验表明,D - 及DA - 型树脂对多糖的吸附作用较单糖和双糖大。AB - 8 树脂对皂苷的吸附容量较蛋白质、糖大。一般大孔吸附树脂吸附符合以下规律:非极性物质在极性介质(水) 内被非极性吸附剂吸附,极性物质在非极性介质中被极性吸附剂吸附,带强极性基团的吸附剂在非极性溶剂里能很好的吸附极性化合物。聚苯乙烯树脂一般适用于非极性和弱极性物质的化合物,如皂苷类和黄酮类;聚丙烯酸类树脂,一般带有酯基或酰氨基,对中极性和极性化合物如黄酮醇和酚类的吸附较好。

[吸附条件和解吸附条件]　　

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,确定最佳吸附解吸条件。影响树脂吸附的因素很多,主要有被分离成分的性质(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,应根据不同物制裁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。

[再生]　　

树脂柱经反复使用后,树脂表面及内部残留许多非吸附性成分或杂质使柱颜色变深,柱效降低,因而需要再生,一般用95 %乙醇洗至无色后用大量水洗去醇化即可。如树脂颜色变深可用稀酸或稀碱洗脱后水洗。如柱上方有悬浮物可用水、醇从柱下进行反洗可将悬浮物洗出,经多次使用有时柱床挤压过紧或树脂颗粒破碎影响流速,可从柱中取出树脂,盛于一较大容器中用水漂洗除去小颗粒或悬浮物再重新装柱使用。