彭 青，李曉剛，劉亞明

（重慶市合川區(qū)中醫(yī)院藥劑科，重慶401520）

大孔吸附樹脂（macroporous resin）是一類不含交換基團且有大孔結構的高分子吸附劑［1］。自1966年英國KUNIN公司研制出了一系列類型的吸附樹脂后，美國、法國、德國和日本等均有專業(yè)公司生產(chǎn)和制造不同型號的吸附樹脂［2］。而大孔樹脂技術在分離純化方面的應用是20世紀60年代末發(fā)展起來的新技術之一［3］。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)生產(chǎn)的用于中藥提取液分離、純化的樹脂有D-101型、DA201型、SIP系列、X-5型、AB-8型、GDX104型、LD605型、LD601型、CAD-40型、DM-130型、R-A型、CHA-111型、WLD型（混合型）、H107型、NKA-9型等［4］。隨著對大孔吸附樹脂研究的進一步加深，其應用也越來越廣泛，對分離機理研究方面也逐步深入。目前，大孔吸附樹脂主要應用于環(huán)保、醫(yī)藥工業(yè)、化學工業(yè)、分析化學、臨床鑒定等多個領域?，F(xiàn)就大孔吸附樹脂的基本原理及其在中藥有效成分分離純化領域的最新進展概述如下［5］。

1 大孔吸附樹脂的作用原理

大孔樹脂的基本性能與凝膠樹脂基本相似，其“孔隙”是在合成時由于加入惰性的制孔劑，待網(wǎng)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甚至可達到1000nm以上，故稱之為“大孔”［6］。大孔吸附樹脂的吸附性是由于范德華引力或產(chǎn)生氫鍵作用的結果。分子篩性是由于其本身多孔性結構的性質所決定的。根據(jù)樹脂的表面性質，可將其分為非極性、中極性和極性三類。在確定樹脂的型號及分離條件時應綜合考慮被分離物極性大小、分子量、溶液的pH值等因素的影響，以及樹脂柱的清洗、洗脫液的選擇等因素［7］。

2 大孔吸附樹脂的性質及影響因素

2.1 樹脂的分類與選擇

大孔吸附樹脂根據(jù)表面的性質可分為非極性、弱極性和極性3類，“相似相吸原理”可作為樹脂選擇的參考。“相似相吸”是指在極性溶劑（水）中非極性樹脂吸附非極性物質，在非極性溶劑中極性樹脂吸附極性物質，而弱極性樹脂對極性和非極性物質都具有吸附力。篩選方法可根據(jù)分離的有效部位不同的理化性質，選擇適宜的樹脂進行分離純化，樹脂種類的選擇可用比上柱量、比吸附量、比洗脫量等指標來衡量［8］。

2.2 樹脂的預處理與再生

市售大孔吸附樹脂一般含有未聚合的單體、致孔劑、分散劑等脂溶性物質，使用前需要進行預處理，選用甲醇、乙醇或丙酮連續(xù)洗滌數(shù)次，使洗脫液加水不出現(xiàn)明顯渾濁或醇洗脫液蒸干后無殘留物，再用蒸餾水洗至無醇味即可。必要時需用酸、堿液洗滌，最后用蒸餾水洗至中性，備用。樹脂使用多次之后，吸附的雜質增多，吸附能力降低，故使用一段時間后需要再生處理。乙醇是常用的再生劑，采用50%左右的含水醇、酮或含有酸、堿的含水醇、酮進行洗滌，再生效果較好［9］。

2.3 吸附及解吸附的影響因素

提取液的預處理。天然藥物提取液是否進行預處理以及預處理方法是否得當將直接影響大孔吸附樹脂的分離純化效果。何琦等［10］在銀杏黃酮提取液預處理中，將水提醇沉、水提加絮凝劑、醇提加絮凝劑、醇提液加萃取等4種方法進行比較，以總黃酮的吸附量、吸附率、洗脫率、產(chǎn)物濃度、產(chǎn)量等為評價指標，結果表明水提醇沉預處理方法所得產(chǎn)物中銀杏黃酮濃度最高，醇提取液加萃取法有較好的洗脫率，其他兩個方法效果較差。

提取液pH值的影響。由于天然藥物中許多化學成分有一定酸堿性，在不同pH值溶液中的溶解性能不同，因此上樣藥液pH值對大孔吸附樹脂的分離效果至關重要。根據(jù)化合物的結構特點靈活改變?nèi)芤旱膒H值，可使提純工作取得理想效果［11］?；驹硎菈A性物質在堿性溶液中被吸附，在酸性溶液中解吸。酸性物質在酸性溶液中被吸附，在堿性溶液中解吸。中藥中的許多成分有一定的酸堿性，在pH值不同的溶液中溶解性不同。蔡應繁等［12］考查了唐松草總生物堿分離時的pH值影響，當溶液的pH值為3.0與6.0時樹脂的吸附量最大，pH大于7.0時，吸附量開始下降。喬五忠等［13］考察了甘草酸精制時的pH值影響，當溶液的pH值為6時，樹脂吸附效果最好，說明在弱酸環(huán)境下更有利于甘草酸的吸附。

提取物濃度的影響。原液濃度也是影響吸附量的重要因素之一，若上樣液過稀，造成上樣液黏度較小，在一定上樣流速下溶液通過柱床流速較快，大于傳質速度，傳質未進行徹底即可能泄露；若上樣液太濃，則黏度較大，被吸附物質往樹脂內(nèi)部擴散傳質速度變慢，而且樹脂周圍的被吸附物質分子過多，都使得某些沒來得及被吸附的成分就流出來，兩種情況均不能達到最大吸附量［14］。章琦等［15］考察了富集狗脊炮制品總酚酸時上樣質量濃度的影響，大孔樹脂對狗脊酚酸的吸附在低質量濃度下進行的比較完全，質量濃度過高會導致樹脂過飽和，使狗脊總酚酸的回收率降低。

流速的影響。提取液通過樹脂的速度，對天然藥物的分離有較大影響。流速與樹脂的孔徑、孔容、粒度、吸附物質的化學結構及濃度、溫度等因素相關，最佳流速可通過正交設計以比洗脫量、純度等指標進行確定。目前研究中多以BV/h來表示流速，在實際操作中也有不便之處，常因同型號樹脂含水量的差異，反映在其體積上相差較大，故建議流速以mL/min或L/h表示更準確。魏改芹等［16］考察了分離純化香青蘭中木犀草素時流速的影響，結果表明吸附速度在0.5～2.0BV/h范圍內(nèi)對木犀草素轉移率影響不大，且轉移率均達到95%以上，速度更大時轉移率降低。

吸附溫度。陳強［17］報道大孔吸附樹脂吸附為一放熱過程，故一般采用低溫吸附，高溫解吸的方式。張晴［18］在用X-5樹脂分離蘿卜色素時作溫度考察，表明當吸附時間相同時，溫度越高，吸附率越高，吸附越快，說明溫度對大孔吸附樹脂吸附純化效果影響較大，考察影響因素時應對溫度進行篩選。

其它影響因素。色譜柱的徑高比、樹脂的粒徑、玻璃柱的粗細在一定程度上也會影響分離效果，調(diào)整好上述因素的參數(shù)既能夠提高分離效果，又能節(jié)約時間。

3 大孔吸附樹脂在中藥有效成分分離純化的應用

大孔吸附樹脂具有物理化學穩(wěn)定性高，吸附選擇性強，富集效果好，解吸條件溫和，再生簡便，使用周期長等優(yōu)點。因此，近年來，樹脂吸附法得到了長足的發(fā)展，被廣泛應用于天然產(chǎn)物的分離純化［19］。

3.1 大孔吸附樹脂在中草藥有效成分分離純化的應用

用于黃酮類化合物的分離、純化。王宏等［20］考察了不同型號大孔吸附樹脂對雞血藤中總黃酮的吸附、解吸性能，以雞血藤總黃酮含量為指標，通過吸附容量和洗脫效果的比較，F(xiàn)L-2和DS-401型號樹脂對雞血藤總黃酮的吸附容量大，易洗脫。研究表明不同型號大孔樹脂對雞血藤總黃酮的吸附及解吸性能有很大差異，綜合其比吸附量和比洗脫量，F(xiàn)L-2和DS-401型號樹脂較適合分離純化雞血藤總黃酮。袁健等［21］選擇沙棘葉總黃酮、沙棘葉中黃酮苷元槲皮素、山柰酚和異鼠李素的吸附率/解吸率為評價指標，篩選對沙棘葉黃酮具有特異性能的大孔吸附樹脂，結果表明YWD12G型大孔吸附樹脂顯示出較好的吸附和解吸附性能，為初步確定沙棘葉黃酮純化用大孔樹脂和進一步動態(tài)吸附和解吸附研究提供了依據(jù)。

用于皂苷和其他苷類化合物的分離純化。劉敏彥等［22］對HPD300型大孔吸附樹脂分離純化白芍總苷的工藝進行了優(yōu)化，工藝條件為上樣濃度0.1g生藥/mL，流速4BV·h-1，樹脂柱徑/高比為1∶11，以5倍柱體積水洗脫，繼以7倍柱體積50%乙醇洗脫，純化白芍總苷效果良好，芍藥苷的純度可達50%以上，白芍總苷純度可達80%以上。畢岳琦等［23］研究黃芩苷等3種具有不同類型母核的苷類中藥成分在大孔吸附樹脂上的吸附純化特性，以黃芩、梔子和白芍為樣本考察它們在D101等6種不同樹脂上的吸附純化特性，結果表明具有相似母核結構的苷類分子在同一樹脂上吸附能力不一定相似，但吸附力的大小與分子結構有關，對苯乙烯型樹脂而言，被吸附的分子母核雙鍵數(shù)目越多，分子與樹脂吸附作用力越大。

用于酸性成分的分離純化。王平等［24］考察了HPD-600大孔吸附樹脂對茶多酚的靜態(tài)吸附、動態(tài)吸附及洗脫劑的影響，茶葉浸提得茶湯，濃縮后除茶多糖，再經(jīng)HPD-600大孔吸附樹脂洗脫，得到茶多酚產(chǎn)品，并得到較優(yōu)的工藝條件：茶湯上樣比重為1.1g/mL，上樣體積比樹脂質量為4︰2，80%乙醇溶液是良好的洗脫劑，通過該工藝可以分離得到純度大于95%的茶多酚，其中表沒食子兒茶素沒食子酸酯含量大于40%，咖啡堿殘留量小于7%。余曉暉等［25］采用靜態(tài)吸附-解吸方法，從5種大孔吸附樹脂篩選出最佳樹脂，用HPLC法測定熊果酸的含量，對熊果酸富集工藝進行評價。同時考察了熊果酸的吸附動力學，結果顯示用AB-8大孔吸附樹脂以60%乙醇為吸附溶劑，95%乙醇為解吸附溶劑，得到純度為83.02%的熊果酸，并且方法簡單可行，分離效果好。

用于堿性成分的分離、純化。周文威等［26］用大孔吸附樹脂對延胡索總生物堿進行分離純化研究，以總生物堿的吸附量和解吸附率為考察指標，選擇純化工藝，結果表明D101型大孔吸附樹脂對延胡索生物堿具有較大吸附量，洗脫方法為先以純水除去雜質，再以0.2mol·L-1鹽酸50%乙醇洗脫，收集洗脫液，用本法分離純化延胡索總生物堿簡單、可行。蔡應繁等選擇5種大孔吸附樹脂（LSA20、21、30、40和DiaonHP-20）分離提取唐松草中的總生物堿，篩選出LSA30的吸附效果最好，靜態(tài)吸附容量達259.4mg/mL，動態(tài)吸附容量達198.7mg/mL，結果表明LSA30大孔吸附樹脂能很好地提取分離唐松草總生物堿。

用于多糖的分離純化。崔凱等［27］應用MG-1型大孔吸附樹脂，以豬苓多糖含量為考察指標.研究大孔吸附樹脂對豬茶多糖純化的效果，結果表明MG-1型大孔吸附樹脂對豬答多糖有顯著純化作用，純化效果好。仰榴青等［28］探討大孔吸附樹脂AB-8對銀杏外種皮多糖的吸附性能及其影響因素，采用單因素實驗優(yōu)選AB-8樹脂的純化條件，工藝條件為以流速為1.0mL/min，原樣濃度為10mg/mL，pH值為7.4～7.6之間的組合上柱，銀杏外種皮多糖的純化效果最好，純化后多糖含量達81.3%。

3.2 大孔吸附樹脂在復方有效成分分離純化的應用

楊昊等［29］采用正交設計優(yōu)化藥材提取工藝，采用D101大孔吸附樹脂對藥材提取液進行吸附純化，并以黃芪甲苷及黃芪、黨參總皂苷為考察指標綜合評價，最優(yōu)工藝為最大吸附濃度應小于3.7mg·mL-1。上樣量為7倍量樹脂床體積，用4倍量柱體積水洗脫雜質，以70%的乙醇為洗脫溶媒，8倍柱體積洗脫效果最好。

4 存在問題

樹脂的組成與結構既決定樹脂的吸附性能，也可從中了解可能存在的有害殘留物。市售的大孔吸附樹脂一般含未聚合的單體、致孔劑（多為長碳鏈的脂肪醇類）、引發(fā)劑、分散劑和防腐劑等，這些物質混入制劑中對人體大都會產(chǎn)生一定的危害，因此使用前必須經(jīng)過處理將其除去。因此國家食品藥品監(jiān)督管理局在“大孔吸附樹脂分離純化中藥提取液的技術要求”中，將苯乙烯骨架型大孔吸附樹脂殘留物規(guī)定為：苯不得過0.0002%，其它不得過0.02%［30］。郝彧等［31］采用頂空氣相色譜法檢測糖脂清片中大孔吸附樹脂有機溶劑正己烷、苯、甲苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯和二乙烯苯的殘留量，色譜柱為HP-INNOWAX毛細管柱；檢測器為氫火焰離子化檢測器，載氣為高純氮。該法線性良好，操作簡便快速，準確度好，靈敏度高，可用于糖脂清片中8種有機溶劑殘留量的測定。

5 小 結

與傳統(tǒng)吸附劑相比，大孔樹脂具有選擇性好、吸附容量高、解吸容易、機械強度好、可反復使用和流體阻力較小、交換速度快、耐污染性強等特點，尤其是其孔隙大小、骨架結構和極性可按照需要選擇不同的原料和合成條件而改變?？傊?，大孔吸附樹脂在天然產(chǎn)物分離中有廣泛的應用前景，并日益顯示其獨特的作用。在實際應用中應根據(jù)樹脂的影響因素綜合考慮，設計出合適的分離條件［32］。

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