大孔吸附樹脂在中藥分離中的應用
隨著中藥現代化發展的需要,傳統的中藥分離技術如兩相萃取法、沉淀法、鹽析法等已不能滿足中藥工業現代化的需求,因此在中藥成分提取分離和純化中采用了一些新的高分子材料和新的技術方法,其中高分子材料以大孔吸附樹脂法在中藥生產和開發中較受歡迎。吸附樹脂是在20世紀中期發展起來的一項技術,主要應用于化學工業、環境保護、醫藥工業等領域中,我國于20世紀80年代采用此法用于對一些中藥的有效成分或有效部位進行分離 。
1 大孔吸附樹脂分離的特點
大孔吸附樹脂又稱聚合物吸附劑,大多為白色球形顆粒,具有三維空間網狀結構的高分子聚合物,理化性質穩定,不溶于酸、堿及有機溶劑,對有機物的選擇性較好,不受無機鹽及強離子低分子化合物的影響。大孔吸附樹脂為吸附和篩選原理相結合的分離材料。其主要特點是多孔性和較高的比表面積。在目前的吸附樹脂按其表面性質可分為非極性、中極性、極性和強極性幾種類型,常用的為苯乙烯型、丙烯腈型及丙烯酸酯型等。不同類型的大孔吸附樹脂極性、孔性結構也都不同,對化合物的吸附分離也不相同。并且還可結合不同中藥化學成分的結構特點設計合成相應的專用樹脂。大孔吸附樹脂的這些結構上的靈活性、使用范圍的廣譜性是其他分離技術不可比擬的。它的吸附性是由范德華力或生成氫鍵的結果,分離機制主要有以下幾種 。
1.1 物理吸附作用
非極性吸附樹脂主要是物理作用吸附水溶液中的水溶性較小的有機物,而對溶液中的無機離子沒有任何吸附能力,對水溶性較大的有機解離物、低級醇類、糖類、氨基酸、蛋白質等吸附能力較弱,因此,此類樹脂可以輕易實現有機物與無機物、一般有機物與強親水性的物質的分離。通過調節ph值改變物質的解離狀態,也可分離有機酸和生物堿等。
1.2 化學吸附作用
樹脂的官能團與被吸附物形成化學鍵而形成牢固的吸附作用,如堿性的樹脂能與有機酸、鞣質產生化學作用,可以用來脫酸、去鞣質。在化學吸附中ph值對大孔吸附樹脂的影響較大,通常采用酸性化合物在酸性溶液中進行吸附,堿性化合物在堿性溶液中進行吸附較為合適,中性化合物可在近中性的情況下被吸附。
1.3 氫鍵吸附作用
含有氫鍵的吸附樹脂可與含相應氫鍵的有機化合物形成氫鍵,從而與其他物質分開。此外孔徑均勻的樹脂還有類似于膜分離的作用,可按分子直徑的大小把不同相對分子質量的物質分開。
2 大孔吸附樹脂吸附工藝的安全性
市場所售的吸附樹脂多是以苯乙烯、二乙烯苯、丙烯腈、丙烯酸酯等為單體,用苯、甲苯等為致孔劑制得,常含有未聚合的單體、致孔劑、分散劑及防腐劑,在使用前需將其中的有毒性的有機殘留物除去,因此在出廠前都以乙醇、甲醇、酸、堿、丙酮等不同極性的有機溶劑進行梯度洗脫,將樹脂中殘留的各種不同極性的雜質完全徹底地清洗出來,所以大孔吸附樹脂在應用時有較高的安全性,并且在國內外應用的各個領域如醫藥、環保中,并無因樹脂因素引起中毒的報道。因此大孔吸附樹脂用于中藥制劑、中草藥的提取、分離中也是安全可靠的。
3 大孔吸附樹脂在中藥分離提取中應用的優勢
在中藥現代化的研究中的一個難題就是如何使中藥既按中醫傳統理論應用,保持中藥的基本性能,又同時具有西藥的成分上、劑量上精確性,因此在中藥生產中選擇提取分離技術是非常關鍵的問題。在目前的中成藥生產工藝對中藥原料的提取普遍采用水、醇相結合的提取工藝技術,但是,此類方法會造成有效部位、有效成分的流失且中草藥的化學成分眾多也很難達到有效成分的完全分離。大孔吸附樹脂技術在中草藥有效部位或有效成分的分離方面上則有自己的優勢。目前的應用范圍主要集中在提取分離皂苷類如人參總皂苷、西洋參總皂苷、絞股藍總皂苷、桔??傇碥占懊嗫傇碥?黃酮類如銀杏葉黃酮、葛根黃酮;萜類如白芍總苷、赤芍總苷;生物堿類如川烏總生物堿、喜樹堿等方面 [2~4] ,不僅取得良好的分離效果,還可實現有機物與無機物、脂溶性物質與水溶性物質、極性與非性物質、解離物與非解離物等的物質分離。大孔吸附樹脂的結構可調節性使其應用具有專一性,如針對黃酮類化合物的結構特點合成了具有氫鍵吸附作用的ads-17型樹脂用于分離銀杏葉;針對皂苷類化合物的結構特點合成了ads-7型樹脂用于絞股藍總皂苷的分離。此外,還有據不同的中藥成分合成的一系列的特異結構的吸附樹脂 。
近年來也有人將大孔吸附樹脂嘗試用于中藥復方制劑的精制,處理后得到的精制物可使藥效成分高度富集、雜質減少,同時縮短工藝周期、降低工藝成本,有利于制成現代劑型的中成藥,也便于對其進行質量控制,提高了中藥制劑的工藝水平。大孔吸附樹脂除在分離中草藥的領域中應用外,還在中藥的質量控制方面應用,特別是對供試樣品溶液制備中定量、定性的檢查。在《中華人民共和國藥典》中對中藥材人參葉、黃芪,中成藥女金丸、青果丸等的定量、定性方法中都使用了D101大孔吸附樹脂法。
4 大孔吸附樹脂分離技術在中藥領域中的前景
大孔吸附樹脂分離技術作為一種方便、高效的分離技術在中藥制藥工業特別是在對中草藥有效成分、有效部位的提取分離方面應用范圍廣闊。除單獨應用外,是否可與其他中藥制劑中的新技術如超濾法、絮凝沉淀法、超臨界萃取法等聯合應用,以取得更好的效果。日前盡管在中草藥有效成分特別是復方制劑成分的提取分離純化方面還存在許多問題,但應該相信隨著對中草藥研究的深入,會有更多更加完善的具有針對性的特異性吸附樹脂發明出來,吸附分離技術必將更多的應用于中藥制藥領域中去,促進中藥現代化的研究。