現(xiàn)代分離純化技術(shù)

1、1,現(xiàn)代分離純化技術(shù),2,3,溶劑提取法微波輔助提取技術(shù) 超聲波輔助萃取技術(shù) 酶法提取技術(shù)升華法 /壓榨法超臨界流體萃取法分子蒸餾技術(shù)水蒸氣蒸餾技術(shù),一、天然化學(xué)成分的提取技術(shù),4,1、溶劑提取法 根據(jù)被提取成分在不同溶劑中的溶解度不同，選用對有效成分溶解度大，對雜質(zhì)成分溶解度小的溶劑，從而將有效成分從植物組織中溶解出來。,5,提取溶劑的選擇根據(jù)相似相溶原理，極性化合物傾向

2、于溶于極性溶劑，非極性化合物傾向于溶于非極性溶劑，分子量太大的化合物往往不溶于任何溶劑。 水 乙醇,6,回流提取,滲漉提取,連續(xù)回流提取,煎煮法,索氏提取器,溶劑提取的方式,7,2. 輔助提取技術(shù),超聲波清洗儀,微波爐,8,生物酶解機(jī)理1.植物細(xì)胞壁構(gòu)成由纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)等物質(zhì)構(gòu)成；具有一定硬度的固體結(jié)構(gòu)，是提取植物有效成分的主要屏障。2.酶法提取原理有效成分如生物堿類、苷類、揮發(fā)油、蒽醌類、有機(jī)酸、蛋

3、白質(zhì)、氨基酸、糖類等大部分存在于細(xì)胞壁內(nèi)，少量存在于細(xì)胞間隙。,3. 酶法提取技術(shù),9,破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) 選用適當(dāng)?shù)拿缸饔糜谥参锊牧?，將?xì)胞壁的組成成分水解或降解,破壞細(xì)胞壁的致密構(gòu)造，從而減小了傳質(zhì)阻力，有利于溶劑對有效成分的溶出。酶法除雜 選擇適當(dāng)?shù)拿割?，使提取液中的蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等雜質(zhì)降解或除去，同時可提高有效成分的溶出率。,10,植物提取中常用酶類纖維素酶半纖維素酶果膠酶,11,原理: 道爾頓分壓定律

4、 混合液體的兩個不同組分，在一定溫度時都有各自的蒸氣壓，其蒸氣壓的大小與各組分單獨(dú)存在的蒸氣壓一樣，整個體系的蒸氣壓為各組分的飽和蒸氣壓之和，即： p = pA + pB,4. 水蒸氣蒸餾法,12,13,常壓下用水蒸氣蒸餾時，植物原料中的揮發(fā)油等因受熱擴(kuò)散而成為氣相，因此具有一定的蒸氣壓。 因p = p 水+ p有，當(dāng)p=大氣壓時，混合物沸騰，此時p 水

5、﹤ p ，即混合物在低于100℃以下沸騰，有機(jī)物與水一起蒸出來。冷凝后分層，即得有機(jī)物。 因此，對于那些熱穩(wěn)定性較差和高溫下要分解的化合物的分離，水蒸氣蒸餾是一種有效的方法。,14,超臨界流體(SCF)是指在臨界溫度（Tc）和臨界壓力(Pv)以上，以流體形式存在的物質(zhì)。 向該狀態(tài)氣體加壓,氣體不會液化,只是密度增大,具有類似液態(tài)性質(zhì),同時具有氣體性能.,5. 超臨界萃取技術(shù),15,提取

6、 SCF具有良好的溶劑性能和穿透性能，因而表現(xiàn)出良好的萃取性能。 SCF的密度和介電常數(shù)隨著密閉體系壓力的增加而增加，極性增大，利用程序升壓可將不同極性的成分有選擇地溶解提取出來。分離 提取后通過減壓、升溫的方法使SF變成普通氣體，被萃取物則自動完全或基本析出，達(dá)到分離。,16,17,超臨界CO2流體的特性臨界溫度為31.1℃，臨界壓力為7.2MPa，臨界條件容易達(dá)到。化學(xué)性質(zhì)不活潑，無

7、色無味無毒，安全性好。價格便宜，純度高，容易獲得。,18,19,分離依據(jù)：共存成分的性質(zhì)差異1. 溶解度差異2. 分配系數(shù)不同3. 吸附性差異4．分子大小差異5．離解程度不同,二、天然化學(xué)成分的分離方法,20,1. 根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離,調(diào)節(jié)溫度（如結(jié)晶）改變混合溶劑的極性（水提醇沉、醇提水沉、醇醚法等）調(diào)節(jié)PH（酸提堿沉、堿提酸沉）加入某種沉淀試劑,21,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離,分配

8、系數(shù)K K=CU / CL 分離因子β β=KA / KB （KA ? KB） β?100 1次萃取，基本分離10?β?100 10?12次 β?2 100次以上 β?1 無法分離,22,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——物理吸附的基本規(guī)律,極性相似者易于吸附,,23,4．根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離（1）凝膠濾過法,凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子

9、篩作用按分子量由大到小的順序分離,24,第一部分　中藥藥效物質(zhì)提取、分離與純化的新技術(shù)、新工藝,（2）膜技術(shù),25,顯微鏡下的膜,26,工業(yè)應(yīng)用的反滲透裝置,27,微濾（≥0.1?m）、超濾（10～100nm）、納濾（1～10nm）、反滲透（≤1nm）,大孔吸附樹脂分離法,一、大孔吸附樹脂簡介,1、大孔吸附樹脂的合成與基本骨架,2、國產(chǎn)樹脂的主要類型,骨架結(jié)構(gòu)：苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯腈、異丁烯等交聯(lián)劑：二乙烯苯等 致孔劑：甲苯

10、、石蠟、汽油、煤油、碳醇、聚乙烯醇等 分散劑：明膠等,3、三菱化成的大孔吸附樹脂,聚苯乙烯系列合成樹脂： Diaion: HP20, HP21 Sepabeads: SP825, SP850 Sepabeads: SP70, SP700修飾的聚苯乙烯系列合成樹脂: Sepabeads: SP207異丁烯系列合成樹脂: Diaion: HP2MG,3、主要理化性質(zhì)大孔吸附樹脂是一種具有大孔

11、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子吸附劑。性狀：白色、乳白色至微黃色顆粒粒度：20~60目。穩(wěn)定性：不溶于水、酸、堿及有機(jī)溶劑，加熱不溶，可在150℃以下使用。含水量：40~75%。,4、大孔吸附樹脂的主要特點(diǎn),1、對有機(jī)物的選擇性良好，無機(jī)鹽存在非但不干擾吸附反而有利于吸附。2、吸附劑的物理、化學(xué)穩(wěn)定性高，機(jī)械強(qiáng)度好，經(jīng)久耐用。3、再生容易，一般用水、稀酸、稀堿加低碳醇、酮等有機(jī)溶劑洗脫即可。4、根據(jù)不同要求，選擇不同樹脂品種，可適用多種

12、化合物。5、一般系小球狀，液體阻力較小，使用方便。6、樹脂脫色能力強(qiáng)，效果接近活性炭。,5、國產(chǎn)大孔吸附樹脂的主要型號及生產(chǎn)企業(yè),,6、大孔吸附樹脂對有機(jī)成分的分離、純化原理,分離原理：主要為吸附作用；其次為分子篩作用。不同極性、不同孔徑的樹脂對不同種類的化合物的選擇性不同對于分子量相似的化合物：極性越小，吸附能力越強(qiáng)，則越難洗脫下來；極性越大，吸附能力越弱，則越易洗脫下來。對于極性相似的化合物：分子量越大，越易洗脫下來。,7

13、、當(dāng)前國產(chǎn)樹脂存在的主要問題,(1)商品樹脂的有機(jī)殘留物高，預(yù)處理難度大；(2)樹脂強(qiáng)度差，使用過程中破碎嚴(yán)重，使用壽命短；(3)樹脂粒徑分布廣，分離效果差；(4)同一生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的同一型號樹脂，各批之間比表面積和功能基團(tuán)含量差別大，在中藥成分純化中重現(xiàn)性差。,二、大孔吸附樹脂的預(yù)處理、再生及有機(jī)殘留物的檢測,1、樹脂的預(yù)處理預(yù)處理的方法：回流法、滲漉法和水蒸氣蒸餾法等預(yù)處理溶劑：乙醇、甲醇、丙酮、異丙醇及稀酸、稀堿溶液,傳統(tǒng)

14、滲漉法： 有機(jī)溶劑浸泡12小時→洗脫2~3倍柱體積（BV）→浸泡3~5小時，洗脫→浸泡，洗脫→加2~5%鹽酸浸泡，洗脫→水洗至PH值中性→加2~5%氫氧化鈉浸泡，洗脫→水洗至PH值中性。缺點(diǎn)：溶劑用量大：20～30BV樹脂預(yù)處理時間長：2～3天環(huán)境污染較大 ：,2、大孔吸附樹脂的再生,簡單再生：用不同濃度的溶劑按極性從大到小梯度洗脫，再用2~3 BV的稀酸和稀堿溶液浸泡洗脫，水洗至pH值中性即可使用。強(qiáng)化再生：先用不同濃度

15、的有機(jī)溶劑洗脫后，再反復(fù)用大體積稀酸、稀堿溶液交替強(qiáng)化洗脫后水洗至pH值中性，即可使用。,3、大孔吸附樹脂有機(jī)殘留物的檢測,檢測方法：GC、UV限量標(biāo)準(zhǔn)：SDA規(guī)定苯乙烯骨架型大孔吸附樹脂殘留物檢查項(xiàng)目暫定為：苯不得超過2ppm、甲苯、二甲苯、苯乙烯、烷烴類、二乙基苯類（二乙烯基）等不得超過20ppm。,三、大孔樹脂在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用,食品工業(yè)：番茄紅素、紫草色素、甜菊糖等抗生素類生產(chǎn)：內(nèi)酰胺類、大環(huán)內(nèi)酯類、林可霉素類、氨基糖苷類、

16、肽類、博萊霉素類、含氮雜環(huán)類及其它新抗生素的分離、提純中藥新藥研發(fā)：丹參總酚酸 、紅花總黃色素、管花肉蓯蓉總苯乙醇苷等中藥和天然藥物生產(chǎn)：人參總皂苷、三七總皂苷、銀杏葉總黃酮、喜樹堿、苦參堿等,46,5．根據(jù)物質(zhì)離解程度不同分離進(jìn)行分離 ——離子交換法,離子交換樹脂為固定相，水，含水溶劑裝柱含水流動相通過樹脂可交換離子與樹脂上的交換基團(tuán)交換，吸附到樹脂上 中性及無交換離子的成分流出將吸附到柱上的成分洗脫下來,47,Th