吸附层析法

Lewapol G7318
苯乙烯
二乙烯苯 二乙烯苯 二乙烯苯 二乙烯苯 二乙烯苯 二乙烯苯
极性 非极性 非极性 非极性 强极性 极性 强极性 极性 非极性
孔径 比表面m2/g 600-700 400-500 590 370 80 90 128 42
吸附树脂在中药提取分离中的发展和应用
中药提取液－通过吸附树脂－吸附上有效成分的树脂 －洗脱－洗脱液－回收溶液－药液－干燥－半成品
强极性的组分容易被吸附剂所吸附， 应选用极性较强的流动相才能把它从吸 附剂上洗脱下来，使之沿着层析柱前进；
弱极性的组分则应选用弱极性的流 动相洗脱。
以聚酰胺为吸附剂时,一般用水作流动相。
以吸附树脂为吸附剂时，由于分子间吸附 力较弱，可用低级醇、酮或其水溶液洗脱。
原则：
弱酸性物质在酸性下吸附，碱性下洗脱；弱碱 性物质在碱性下吸附，酸性下洗脱。
吸附等温线：在一定温度下，某种组分在
吸附剂表面达平衡状态时在两相中浓度的相对 关系曲线。
吸附等温线的斜率KD表示分配系数，Cs表 示溶质在固定相中的浓度，Cm表示溶质在流动 相中的浓度达到平衡时在固定相中的浓度
线形的吸附等温线 非线形的吸附等温线
2．吸附剂的选择
高选择性以实现很好分离； 高容量以减少吸附剂的使用量； 对于快速吸剂具有很好的动力学和传递特性； 具有化学和热稳定性，在流动相中不溶解以保持吸附剂特性； 具有一定的机械强度和惰性，防止破碎和腐蚀； 易于充填或铺层； 不会与欲分离试样和流动剂发生化学反应； 抗污染性强； 价格便宜。
iii)忌用柠檬酸缓冲液和PH<5.5的缓冲液。当用过 的HA层析柱再生时，要先挖去顶部的一层HA，然 后用一倍床体积1mol/LNaCl溶液洗涤，接着用4倍 床体积的平衡液洗涤平衡，如此处理后即可使用。
iv)就操作容量来说，一般细颗粒HA比粗的大；从分 辨率比较，粗颗粒HA也没有细的好。但是用细的 颗粒层析时，柱子直径大些才能达到满意的流速。
◆能形成氢键基团较多的溶质，其吸附能力较 大；
◆对位、间位取代基团都能形成氢键时，吸附 能力增大，邻位的使吸附能力减少；
◆芳香核具有较多共轭双键时，吸附能力增大； ◆能形成分子内氢键者，吸附能力减少。
（5）吸附树脂
吸附树脂是由人工合成的具有大孔结构和大 表面积的吸附剂，可在150℃以下使用，不溶 于溶剂及酸碱。它在使用过程中膨胀或收缩都 很小，在重复多次后性能仍然稳定。
化学分离分析 ——吸附色层法
②组：
2020年4月10日星期五
色层分析法 第 1 页
一．吸附层析
（adsorption chromatography）
1.原理
2.吸附剂的类型及其选择
3.流动相及其选择
吸附
指在固体或液体内部或表面的选择性传递。 被吸附的物质称为溶质，固体材料称为吸附剂。
图15.1
吸附层析
解决实际应用问题。
建立树脂的药用标准。
3．流动相及其选择
流动相一般指洗脱吸附柱的溶液,它需要 满足以下要求:
稳定性好, 粘度小（0.4~0.5）×10-3Pa·s, 易于分离, 易于洗脱所分离组分。
流动相的洗脱作用实质上是流动相分 子与被分离的溶质分子竞争占据吸附剂 表面活性中心的过程。
是络合作用。
分子筛吸附树脂
除去分子量较小的杂质，提高分子量较 大的有效成分的含量。
除去中药提取物中的农药残留。
展望
树脂吸附技术优点
缩小剂量，提高中药 内在质量和制剂水平
减小产品的吸潮性
树脂吸附技术能缩短 生产周期, 所需设备 简单
明确纯化的目的，采 用树脂纯化的必要性 和方法的合理性，尤 其是复方混合提取的 上柱纯化。
活度级别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
Al2O3 ０ ３ ６
１０ １５
含水量（%）
硅胶 ０ ５
１５ ２５ ３８
（3）羟基磷灰石
化学式[Ca5(PO4)3OH]2，简称HA。HA有三种规 格，分别适用于不同条件。由于HA的吸附容量 高，稳定性好（在T<85℃，PH5.5~10.0均可使 用）。 HA的Ca2＋基团和生物表面的负电荷基团的相 互反应，在用HA分离生物分子过程中起着重要 的作用。HA的PO43-基团与生物分子表面的阳 电荷基团的相互反应，起着次要的作用。
由于吸附和筛选原理，有机化合物根据吸附力的不同 及分子量的大小，在吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而 分开
吸附树脂吸附作用的影响因素
树脂本身化学结构 溶剂 被吸附的化合物的结构 洗脱液
吸附树脂的安全性
化学稳定性 交联三维网状结构＝〉机械稳定性
生物稳定性
新型吸附树脂的开发 氢键型吸附树脂
依靠与被吸附物质之间形成氢键而实现选择性分离 ADS-17，它能与黄酮类、多元酚类形成氢键。 ADS-21树脂氢键型极性吸附树脂，酰胺基聚苯乙烯结构 可与酚、多元酚、取代酚类和黄酮类化合物的羟基形成氢 键。对含有酸性酚羟基的化合物在酸性和弱碱性条件下均 能保持良好的吸附性能。 ADS-F8树脂凝胶氢键型极性吸附树脂，对黄酮类、多元 酚类有较高的吸附选择性。
剂化作用以及吸附剂的预处理、吸附剂的物理 状态
在选择吸附剂时，一般是根据吸附剂和被吸附 物质理化性质进行的。极性强的吸附剂易吸附 极性强的物质、非极性的吸附剂易吸附非极性 的物质。但是为了便于解吸附，分离弱极性的 组分选用极性强的吸附剂，分离极性较强的组 分应选用极性小的吸附剂。
常用的吸附剂有Al2O3，硅胶， 羟基磷灰石，聚酰胺等。
离子-偶极型吸附树脂
具有疏水性和离子偶极作用的双功能吸附树脂。 ADS-7，它为聚苯乙烯结构、强极性吸附树脂，用于 吸附皂甙或其它甙类。
特点是兼具吸附和脱色两种功能。
吸附树脂 AB-8
洗脱液色素吸光度 （420nm)
>1.0
甜菊甙纯度 (%)
80
ADS-7
<0.1
90
用于色层分离的选择性吸附树脂
在高浓度盐溶液中进行吸附常用水解吸。
常用的流动相按其极性增强顺序排列为:
石油醚 < 环己烷 < 二硫化碳 < 四氯化碳
<苯 <甲苯<氯仿<乙醚<乙酸乙脂<丙酮<正丙醇<
乙醇<甲醇<吡啶<酸。
在实践中一般从极性小到极性大溶剂，通过实 验来选择。
在选择洗脱剂时,还可以由各种 溶剂按不同配比配成混合溶剂作为 流动相；因此流动相的种类很多， 流动相的选择也就比固定相的选择 更为复杂。
混合物随流动相通过由吸附剂组成 的固定相时在固定相和流动相作用下发 生吸附、脱附、再吸附、再脱附的反复 过程。
1．原理
吸附层析是通过样品在固定相和流动相之间的 吸附、脱附作用而实现分离的，这种吸附作用 是一种物理吸附，通常是单分子层或双分子层 或多分子层。
包括几种作用力，被分离样品与吸附剂之间相 反电荷基团与基团之间的静电引力，氢键、偶 极分子之间定向力及范德华力等。
（4）聚酰胺
由己内酰胺聚合而成，层析用聚酰胺是白色 多孔性的非晶形粉末，对碱比较稳定，对酸的稳 定性较差。
聚酰胺分子内存在着很多的酰胺键，可与酚 类、酸类、醌类、硝基化合物等形成氢键，因而 对这些物质有吸附作用。各种化合物因其与聚酰 胺形成氢键能力的不同，吸附能力也就不同，因 此可以得到分离。
一般讲来 ，具有以下规律：
（1）硅胶
硅胶是由聚硅酸脱水制得的颗粒状吸附剂
（2）氧化铝
Al2O3是由Al(OH)３脱水制得，Al2O3表面存在铝羟基Al－ ＯＨ，由于羟基的Ｈ键作用而能吸附其它物质。
Ａl2O3可分为中性、酸性、碱性三种。
中性氧化铝适用于醛、酮、酯、内酯化合物及某些苷的分离； 酸性氧化铝适用于酸性化合物，如酸性色素、某些氨基酸， 以及对酸稳定的中性物质的分离； 碱 性Ａl2O3适用于分离碱性化合物如生物碱、醇以及其它中 性和碱性物质。 一般讲，能用酸性或碱性氧化铝分离的物质 也可 用中性的氧化铝分离。 一般Ａl2O3用量为样品量的5～２０倍。
XAD-9
苯乙烯 苯乙烯 苯乙烯 α-甲基丙烯酸甲
酯 亚砜
二乙烯苯
非极性
二乙烯苯
非极性
二乙烯苯
非极性
双（α-甲基丙烯酸） 中极性 乙二醇酯
极性
XAD-10丙烯酰胺极性XAD-12
氧化氮类
强极性
Diaion 系列
HP-10
苯乙烯
二乙烯苯
非极性
HP-20
苯乙烯
二乙烯苯
非极性
HP-30
苯乙烯
二乙烯苯
非极性
吸附树脂是一种亲脂性物质，由于其表面性质 不同，可吸附溶液中的不同有机物，它的作用 力主要是范德华力，这种结合力比起静电引力 来要弱得多，所以说从吸附树脂上把被吸附物 解吸下来是比较容易的，只要改变其亲水-疏 水平衡即可。
单体
交联剂
极性
Amberlite
XAD-1 XAD-2 XAD-4 Xad-7
吸附剂的多孔结构，粒度和粒子形状是影响色 层系统特性的基本因素。
吸附剂一般可分为极性和非极性两类。
极性吸附剂包括氧化物、氢氧化物和盐，在吸
附过程中，离子与偶极、偶极与偶极的相互作 用起主导作用。
非极性吸附剂如活性碳，硅胶等，吸附作用主
要是色散力作用的结果。
影响吸附剂性质因素：化学结构、吸附剂的溶
在使用HA作为固定相基质时，有几点 应注意：
i) HA系干粉末时，要先在蒸馏水中浸泡，使其 膨胀度（水化后所占有的体积）达到2～ 3mL/g后，再按1:6体积加入缓冲液（如 0.01mol/L NaP(磷酸钠缓冲溶液)，PH6.8）悬 浮，以除去细小颗粒。
ii) HA悬浮液须用漩涡振荡器混合，若用磁棒 或玻璃棒搅拌时，HA的晶体结构会受破坏。
基于“强吸附－弱吸附”的差别，以适当的流 动相使混合物中不同的成分先后流出树脂柱外， 得到纯的单一物质。
用于非水体系的吸附树脂
用于水难溶或不溶的中药成份的吸附分离。 ADS-13从氯仿溶液中吸附分离长春碱，作用原
理是形成氢键的作用。 ADS-7从有机溶剂中吸附脂溶性的黄酮和多元
酚类物质，作用原理是离子－偶极作用。 ADS-M从有机溶剂中吸附生物碱类，作用原理
为了获得物质的最佳分离，尤 其是极性相差大的物质，应采用洗 脱能力递增的流动相。在实践中一 般从极性小到极性大溶剂，通过实 验来选择。
谢谢！
祝大家分离分析考得好成绩！
2020年4月10日星期五
色层分析法 第 36 页
孔径 比表面 m2/g
200 100
90
330
50
750
80
450
80
250
352 69
1300 25
400 600 500-600
单体
交联剂
HP-40
苯乙烯
HP-50
苯乙烯
GDX-104
苯乙烯
GDX-401
乙烯、吡啶
GDX-501
含氮极性化合物
GDX-601
带强极性基团
Duolite S-30 苯酚甲醛缩合物