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(duì)有效成分溶解度大，對(duì)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(lái)。,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(duì)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(shí)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(gè)不同組分，在一定溫度時(shí)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(gè)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(shí)，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(shí)，混合物沸騰，此時(shí)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(lái)。冷凝后分層，即得有機(jī)物。 因此，對(duì)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(huì)液化,只是密度增大,具有類似液態(tài)性質(zhì),同時(shí)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(lái)。分離 提取后通過(guò)減壓、升溫的方法使SF變成普通氣體，被萃取物則自動(dòng)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?；瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，無(wú)

7、色無(wú)味無(wú)毒，安全性好。價(jià)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(wú)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(guò)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(shù)脂分離法,一、大孔吸附樹(shù)脂簡(jiǎn)介,1、大孔吸附樹(shù)脂的合成與基本骨架,2、國(guó)產(chǎn)樹(shù)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(shù)脂,聚苯乙烯系列合成樹(shù)脂： Diaion: HP20, HP21 Sepabeads: SP825, SP850 Sepabeads: SP70, SP700修飾的聚苯乙烯系列合成樹(shù)脂: Sepabeads: SP207異丁烯系列合成樹(shù)脂: Diaion: HP2MG,3、主要理化性質(zhì)大孔吸附樹(shù)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(shù)脂的主要特點(diǎn),1、對(duì)有機(jī)物的選擇性良好，無(wú)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(shù)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(shù)脂脫色能力強(qiáng)，效果接近活性炭。,5、國(guó)產(chǎn)大孔吸附樹(shù)脂的主要型號(hào)及生產(chǎn)企業(yè),,6、大孔吸附樹(shù)脂對(duì)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(shù)脂對(duì)不同種類的化合物的選擇性不同對(duì)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(lái)；極性越大，吸附能力越弱，則越易洗脫下來(lái)。對(duì)于極性相似的化合物：分子量越大，越易洗脫下來(lái)。,7

13、、當(dāng)前國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂存在的主要問(wèn)題,(1)商品樹(shù)脂的有機(jī)殘留物高，預(yù)處理難度大；(2)樹(shù)脂強(qiáng)度差，使用過(guò)程中破碎嚴(yán)重，使用壽命短；(3)樹(shù)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(hào)樹(shù)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(shù)脂的預(yù)處理、再生及有機(jī)殘留物的檢測(cè),1、樹(shù)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(shí)→洗脫2~3倍柱體積（BV）→浸泡3~5小時(shí)，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(shù)脂預(yù)處理時(shí)間長(zhǎng)：2～3天環(huán)境污染較大 ：,2、大孔吸附樹(shù)脂的再生,簡(jiǎn)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(shù)脂有機(jī)殘留物的檢測(cè),檢測(cè)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(shù)脂殘留物檢查項(xiàng)目暫定為：苯不得超過(guò)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(guò)20ppm。,三、大孔樹(shù)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(shù)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(shù)脂為固定相，水，含水溶劑裝柱含水流動(dòng)相通過(guò)樹(shù)脂可交換離子與樹(shù)脂上的交換基團(tuán)交換，吸附到樹(shù)脂上 中性及無(wú)交換離子的成分流出將吸附到柱上的成分洗脫下來(lái),47,Th