大孔吸附树脂在中药新药研发和生产中的应用课件1

大孔吸附树脂在中药新药研发和生产中的应用屠鹏飞（北京大学药学院）大孔吸附树脂在中药新药研发和生产中的应用屠鹏飞1目录

概述第一章大孔吸附树脂研究与应用进展第二章大孔吸附树脂的预处理方法研究第三章大孔吸附树脂有机残留物的检测方法研究

第四章大孔吸附树脂对中药化学成分的吸附性能研究

第五章大孔吸附树脂的再生方法研究目录概述2概述中药有效成分的不断阐明中药现代化的要求当前用于中药纯化的主要技术：

溶剂法：

沉淀法：

色谱法：大孔吸附树脂、离子交换树脂、聚酰胺、葡聚糖凝胶等

超临界流体萃取法：结晶法：分子蒸馏：

超滤法：

膜分离：

概述中药有效成分的不断阐明3第一章大孔吸附树脂的研究与应用进展

第一章大孔吸附树脂的研究与应用进展4一、大孔吸附树脂简介1、大孔吸附树脂的合成与基本骨架一、大孔吸附树脂简介1、大孔吸附树脂的合成与基本骨架52、国产树脂的主要类型骨架结构：苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯腈、异丁烯等交联剂：二乙烯苯等

致孔剂：甲苯、石蜡、汽油、煤油、碳醇、聚乙烯醇等

分散剂：明胶等

2、国产树脂的主要类型骨架结构：苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯腈、异63、三菱化成的大孔吸附树脂聚苯乙烯系列合成树脂：Diaion:HP20,HP21Sepabeads:SP825,SP850Sepabeads:SP70,SP700修饰的聚苯乙烯系列合成树脂:Sepabeads:SP207异丁烯系列合成树脂:Diaion:HP2MG3、三菱化成的大孔吸附树脂聚苯乙烯系列合成树脂：73、主要理化性质大孔吸附树脂是一种具有大孔网状结构的高分子吸附剂。性状：白色、乳白色至微黄色颗粒粒度：20~60目。稳定性：不溶于水、酸、碱及有机溶剂，加热不溶，可在150℃以下使用。含水量：40~75%。3、主要理化性质84、大孔吸附树脂的主要特点1、对有机物的选择性良好，无机盐存在非但不干扰吸附反而有利于吸附。2、吸附剂的物理、化学稳定性高，机械强度好，经久耐用。3、再生容易，一般用水、稀酸、稀碱加低碳醇、酮等有机溶剂洗脱即可。4、根据不同要求，选择不同树脂品种，可适用多种化合物。5、一般系小球状，液体阻力较小，使用方便。6、树脂脱色能力强，效果接近活性炭。4、大孔吸附树脂的主要特点1、对有机物的选择性良好，无机盐存95、国产大孔吸附树脂的主要型号及生产企业型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径HPD100沧州宝恩化工有限公司苯乙烯非极性55035HPD300沧州宝恩化工有限公司苯乙烯非极性65027HPD400沧州宝恩化工有限公司苯乙烯弱极性55083HPD500沧州宝恩化工有限公司苯乙烯弱极性52048HPD600沧州宝恩化工有限公司苯乙烯极性610285、国产大孔吸附树脂的主要型号及生产企业型号生产企业树脂骨架10型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径D101天津农药厂苯乙烯非极性

D201天津农药厂苯乙烯弱极性

D301天津农药厂苯乙烯弱极性

GDX-104天津试剂二厂苯乙烯非极性590

GDX-401天津试剂二厂乙烯、吡啶强极性370

GDX-501天津试剂二厂含氮极性80

GDX-601天津试剂二厂强极性基团强极性90

型号生产企业树脂骨架极性比表面积孔径D101天津农药厂苯乙烯11型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径SIP-1100上海医药工业研究院

非极性450-55090SIP-1200上海医药工业研究院

非极性500-600120SIP-1300上海医药工业研究院

非极性550-58060SIP-1400上海医药工业研究院

非极性600-65070上试101上海试剂厂苯乙烯非极性

上试102上海试剂厂苯乙烯非极性

上试401上海试剂厂苯乙烯非极性

上试402上海试剂厂苯乙烯非极性

型号生产企业树脂骨架极性比表面积孔径SIP-1100上海医药12型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径南大3520南开大学化工厂苯乙烯非极性

D1南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性

D2南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性382133D3南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性

D4南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性

D5南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性

D6南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性46673D8南开大学化工厂乙基苯乙烯非极性71266Ds2南开大学化工厂苯乙烯非极性64259Ds5南开大学化工厂苯乙烯非极性415104型号生产企业树脂骨架极性比表面积孔径南大3520南开大学化工13型号生产企业树脂骨架极性比表面积（m2/g）孔径Dm2南开大学化工厂α-甲基苯乙烯非极性26624Dm5南开大学化工厂α-甲基苯乙烯非极性41332X-5南开大学化工厂苯乙烯非极性500-600290D-3520南开大学化工厂苯乙烯非极性480-52085-90D-4006南开大学化工厂苯乙烯非极性400-44065-75H-107南开大学化工厂苯乙烯非极性1000-1300

AB-8南开大学化工厂苯乙烯弱极性480-520130-140NKA-9南开大学化工厂苯乙烯极性250-290155-165NKA-Ⅱ南开大学化工厂苯乙烯极性

S-8南开大学化工厂苯乙烯极性100-120280-300型号生产企业树脂骨架极性比表面积孔径Dm2南开大学化工厂α-146、大孔吸附树脂对有机成分的分离、纯化原理

分离原理：主要为吸附作用；其次为分子筛作用。不同极性、不同孔径的树脂对不同种类的化合物的选择性不同对于分子量相似的化合物：极性越小，吸附能力越强，则越难洗脱下来；极性越大，吸附能力越弱，则越易洗脱下来。对于极性相似的化合物：分子量越大，越易洗脱下来。6、大孔吸附树脂对有机成分的分离、纯化原理分离原理：主要为157、当前国产树脂存在的主要问题

(1)商品树脂的有机残留物高，预处理难度大；(2)树脂强度差，使用过程中破碎严重，使用寿命短；(3)树脂粒径分布广，分离效果差；(4)同一生产企业生产的同一型号树脂，各批之间比表面积和功能基团含量差别大，在中药成分纯化中重现性差。

7、当前国产树脂存在的主要问题(1)商品树脂的有机残留物高16二、大孔吸附树脂的预处理、再生及有机残留物的检测

1、树脂的预处理预处理的方法：回流法、渗漉法和水蒸气蒸馏法等预处理溶剂：乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇及稀酸、稀碱溶液

二、大孔吸附树脂的预处理、再生及有机残留物的检测1、树脂的17传统渗漉法：有机溶剂浸泡12小时→洗脱2~3倍柱体积（BV）→浸泡3~5小时，洗脱→浸泡，洗脱→加2~5%盐酸浸泡，洗脱→水洗至PH值中性→加2~5%氢氧化钠浸泡，洗脱→水洗至PH值中性。缺点：溶剂用量大：20～30BV树脂预处理时间长：2～3天环境污染较大：传统渗漉法：182、大孔吸附树脂的再生简单再生：用不同浓度的溶剂按极性从大到小梯度洗脱，再用2~3BV的稀酸和稀碱溶液浸泡洗脱，水洗至pH值中性即可使用。强化再生：先用不同浓度的有机溶剂洗脱后，再反复用大体积稀酸、稀碱溶液交替强化洗脱后水洗至pH值中性，即可使用。

2、大孔吸附树脂的再生简单再生：用不同浓度的溶剂按极性从大到193、大孔吸附树脂有机残留物的检测检测方法：GC、UV限量标准：SDA规定苯乙烯骨架型大孔吸附树脂残留物检查项目暂定为：苯不得超过2ppm、甲苯、二甲苯、苯乙烯、烷烃类、二乙基苯类（二乙烯基）等不得超过20ppm。

3、大孔吸附树脂有机残留物的检测检测方法：GC、UV20三、大孔树脂在医药领域中的应用

食品工业：番茄红素、紫草色素、甜菊糖等抗生素类生产：内酰胺类、大环内酯类、林可霉素类、氨基糖苷类、肽类、博莱霉素类、含氮杂环类及其它新抗生素的分离、提纯中药新药研发：丹参总酚酸、红花总黄色素、管花肉苁蓉总苯乙醇苷等中药和天然药物生产：人参总皂苷、三七总皂苷、银杏叶总黄酮、喜树碱、苦参碱等三、大孔树脂在医药领域中的应用食品工业：番茄红素、紫草色素21第二章大孔吸附树脂的预处理方法研究第二章大孔吸附树脂的预处理方法研究22一、九种大孔吸附树脂有机残留物的定性分析1、大孔吸附树脂型号：D101、D201、D301、HPD100、HPD400、HPD500、HPD600、AB-8、NKA-92、实验方法：树脂装柱，95%乙醇洗脱，洗脱液GC-MS分析3、分析结果：D101：甲苯、二乙苯、萘、二乙烯苯D201：二乙苯、萘D301：二乙苯、萘HPD100：甲苯、二乙苯、萘、二甲苯、苯乙烯、二乙烯苯HPD400：甲苯、二乙苯、萘、二甲苯、二乙烯苯HPD500：甲苯、二乙苯、萘、二甲苯HPD600：甲苯、二乙苯、萘、癸烷、十一烷、二甲苯、苯乙烯、二乙烯苯、三甲苯、三乙苯、十七烷等AB-8：甲苯、二乙苯、萘、癸烷、十一烷、十二烷、二甲苯、苯乙烯、二乙烯苯、三甲苯、三乙苯及大量烷烃NKA-9：甲苯、二乙苯、萘、癸烷、十一烷、十二烷、二甲苯、苯乙烯、二乙烯苯、三甲苯、三乙苯及大量烷烃

一、九种大孔吸附树脂有机残留物的定性分析1、大孔吸附树脂型号23二、树脂预处理工艺研究二、树脂预处理工艺研究241、不同有机溶剂对树脂D101的洗脱效果

1、不同有机溶剂对树脂D101的洗脱效果252、酸碱洗脱后乙醇对树脂D101的洗脱效果比较

3、用碱洗脱和未用碱洗脱乙醇对D101树脂的洗脱效果比较2、酸碱洗脱后乙醇对树脂D101的洗脱效果比较3、用碱洗脱264、回流法对树脂D101的预处理效果

1：回流提取液2、3、4、5：为树脂连续回流10小时后乙醇洗脱液的最大紫外吸收值，说明还残留有较大量的有机残留物；6、7、8、9、10：碱洗脱液的最大紫外吸收值11：酸洗脱液的最大紫外吸收值。表明经长时间连续回流后，树脂中仍然残留有大量的有机残留物；但经碱液和酸液洗脱后树脂中的有机残留物可基本除去。

4、回流法对树脂D101的预处理效果1：回流提取液275、温浸渗漉法预处理大孔吸附树脂

表正交设计因子、水平表因子

水平ABCD溶剂洗脱温度℃洗脱流速mL/min乙醇浸泡时间(h)1甲醇602.002异丙醇401.66395%乙醇30(室温)1.0125、温浸渗漉法预处理大孔吸附树脂表正交设计因子、水28表头试验号ABCD试验结果（ppm）1234甲苯萘111111.56.0212223.144.4313333.747.7421234.88.4522314.725.26231221.830.67313217.643.68321343.652.79332174.274甲苯K18.323.966.980.4

K231.351.482.142.5

K3135.499.72652.1

R42.425.318.712.7

萘K198.15889.3105.2

K264.2122.3126.8118.6

K3170.3152.3116.5108.8

R35.431.49.14.5

表头ABCD试验结果（ppm）1234甲苯萘111111.529最佳工艺确定溶剂和温度是显著因子，洗脱流速对洗脱效果有一定影响，乙醇浸泡时间作用不明显，因此，根据实验结果选定的最佳洗脱条件是A1B1C3D1。

实际生产中树脂的预处理方法：溶剂为乙醇、洗脱温度为60℃、洗脱流速为1.0ml/分钟、浸泡时间为1小时。

最佳工艺确定溶剂和温度是显著因子，洗脱流速对洗脱效果有一定影30新型大孔吸附树脂色谱柱新型大孔吸附树脂色谱柱31树脂装柱碱洗液用酸中和2%NaOH浸泡、洗脱水洗至pH值中性有机溶剂浸泡、洗脱药用树脂气相或紫外检测加热药用树脂预处理工艺流程图树脂碱洗液用2%NaOH水洗至pH值中性有机溶剂药用树脂气32三、树脂有机残留物检查中

GC与UV的相关性考察三、树脂有机残留物检查中

GC与UV的相关性考察33D-1011BV3.5BVD-1011BV34D-2011BV2BVD-2011BV35HPD-1001BV4BVHPD-1001BV36HPD4001BV3BVHPD4001BV37HPD-5001BV3.5BVHPD-5001BV38第三章大孔吸附树脂有机残留物的检测方法研究

第三章大孔吸附树脂有机残留物的检测方法研究39一、检测方法的建立1、气相色谱柱和溶剂的选择及色谱条件优化

色谱柱的考察：HP-1、HP-5、DB-WAX、DB-624

进样方法的考察：分别比较了顶空进样法和溶剂法溶剂的考察：分别考察了丙酮、氯仿、二氯甲烷一、检测方法的建立1、气相色谱柱和溶剂的选择及色谱条件优化40110℃

120℃

140℃150℃

甲苯

二乙苯

萘不同温度顶空进样考察色谱图110℃120℃140℃150℃甲苯二萘不同温度顶空41优选色谱条件色谱柱：DB-624弹性石英毛细管柱（30m*0.32mm*1.8µm）；进样口：温度220℃，不分流；程序升温：40℃以14℃/分钟升温至190℃保持1分钟；载气：氮气（≥99.999%）,流量：2.5mL/分钟；检测器：氢火焰离子化检测器（FID）,温度：250℃；氢气30mL/分钟，空气300mL/分钟，尾吹30mL/分钟；进样方式：溶液直接进样；进样量：1µL。优选色谱条件色谱柱：DB-624弹性石英毛细管柱（30m*042混合对照品色谱图苯甲苯二甲苯苯乙烯癸烷二乙苯十一烷二乙烯苯十二烷萘混合对照品色谱图苯甲苯二甲苯苯乙烯癸烷二乙苯十一烷二乙烯苯十432、方法学考察2、方法学考察44(1)标准曲线与线性范围考察苯：1--5ppm,r=0.9979,Y=26.96X+1.94甲苯：2--15ppm,r=0.9990,Y=23.91X-3.43二甲苯：2--15ppm,r=0.9983,Y=13.82X-3.39苯乙烯：2--15ppm,r=0.9980,Y=30.51X-8.63二乙苯：2--15ppm,r=0.9965,Y=14.70X-5.28二乙烯苯：2--15ppm,r=0.9946,Y=5.57X-1.17萘：2--15ppm,r=0.9931,Y=23.97X-14.19十烷：1.5--30ppm,r=0.9976,Y=29.24X-21.59十一烷：1.5--30ppm,r=0.9980,Y=27.27X-16.94十二烷：1.5--30ppm,r=0.9977,Y=25.55X-18.60(1)标准曲线与线性范围考察苯：1--45(2)最低检测限考察苯：0.01ppm甲苯：0.008ppm二甲苯：0.015ppm苯乙烯：0.007ppm二乙苯：0.015ppm二乙烯苯：0.03ppm萘：0.01ppm十烷：0.01ppm十一烷：0.01ppm十二烷：0.01ppm(2)最低检测限考察苯：0.01ppm46(2)精密度考察试验号12345RSD%峰

高甲苯46.10345.87146.18542.98743.63.4二甲苯31.15130.74532.00229.0729.7113.8苯乙烯55.60654.56156.29452.40853.143.0二乙烯苯35.71537.62137.51734.22634.6454.4二乙苯30.19630.38832.61129.46730.133.9萘37.27637.28439.36637.27437.7572.4苯20.37620.64020.57120.32220.9811.3十烷22.96722.45122.87622.68923.2851.4十一烷21.53521.12720.84920.65421.1741.6十二烷20.16919.80119.118.58218.9753.3(2)精密度考察试验号12345RSD%峰甲苯46.10347(3)树脂样品提取方法溶剂比例试验：分别称取0.2、0.3、0.5gHPD500树脂加5ml二氯甲烷超声提取10分钟，过滤，检测。编号重量（g）甲苯ppm二乙苯ppm萘ppm10.2120146.2292.596.720.2955138.7289.398.130.5875130.2271.586.8(3)树脂样品提取方法溶剂比例试验：分别称取0.2、0.348(4)提取时间选择考察称取三份树脂0.2克加5ml二氯甲烷分别超声提取5min、10min、20min后过滤，检测编号重量（g）提取时间甲苯ppm二乙苯ppm萘ppm10.21535137.0288.0102.220.217810135.4282.496.430.223420136.5284.2100.7(4)提取时间选择考察称取三份树脂0.2克加5ml二氯甲烷49(5)稳定性试验编号进样时间(h)甲苯ppm二乙苯ppm萘ppm10146.2292.596.722146.2292.599.133148.6313.7106.145148.6313.7110.859148.6290.199.1RSD（%）

0.94.05.8(5)稳定性试验编号进样时间(h)甲苯ppm二乙苯ppm萘50(6)重现性试验分别称取五份HPD500树脂0.2g加5ml二氯甲烷，超声提取10分钟，滤过，检测。

编号重量(g)甲苯ppm二乙苯ppm萘ppm10.212146.2292.596.720.2178146.3282.496.430.2955138.7289.398.140.2107144.8284.897.350.2089138.8299.2107.7RSD（%）

2.42.34.8(6)重现性试验分别称取五份HPD500树脂0.2g加5m51(7)回收率试验称取1克预处理的树脂NKA五份，分别加70ul500ppm甲苯和60ul500ppm萘标准溶液，加入4.9ml的二氯甲烷超声提取10min，滤过，检测，结果如下：

12345AVERSD重量（g）1.03731.01051.06131.00291.0381

甲苯检测量42.539.539.538.039.5

回收量39.036.135.934.636.036.3

回收率（%）111.35103.04102.5598.83102.77103.714.44萘检测量37.037.537.035.537.0

回收量32.933.532.831.532.832.7回收率（%）109.5111.53109.18104.96109.49108.932.21(7)回收率试验称取1克预处理的树脂NKA五份，分别加7052二、大孔吸附树脂有机残留物的检测结果

苯甲苯二甲苯苯乙烯二乙苯二乙烯苯萘癸烷十一烷十二烷D101—235.5——266.442.5189.2———D201————225.4—179.4———D301——————————HPD400—79.414.28.5124.770.9130.4———HPD500—143.5——28735.989.7———HPD600—33.812.3—107.4—365.3

HPD100—199.819—261.771.4285.4———AB8—146186124.21433767.5647.7319447001464NKA—689.999.8216.11579.41188.7114339036774864HPD500—12114—79596.3292.3———1、九种树脂预处理前有机残留物检测结果二、大孔吸附树脂有机残留物的检测结果

苯甲苯二甲苯苯乙烯二乙532、九种大孔吸附树脂预处理后有机残留物检测结果

苯甲苯二甲苯苯乙烯二乙苯二乙烯苯萘溶剂用量溶剂D101—1.6——3.2—4.94BV乙醇D201————4.8—4.92BVD301———————3BVHPD400——————3.93BVHPD500—1.6————3.23.5BVHPD600—2.1————6.43BVHPD100—6.64.4—9.91112.14BVAB8———————7BV丙酮NKA—3.43.01.9——4.07BV2、九种大孔吸附树脂预处理后有机残留物检测结果

苯甲苯二甲苯54HPD500HPD400D101不同型号药用树脂有机残留物检测结果HPD500HPD400D101不同型号药用树脂有机残留物检55三、药品中大孔吸附树脂有机残留物的限量检测三、药品中大孔吸附树脂有机残留物的限量检测56苁蓉总苷胶囊二氯甲烷溶剂对照020716020805020818020825020907苁蓉总苷胶囊二氯甲烷溶剂对照020716020805020857乙肝清胶囊030301030302030303乙肝清胶囊03030103030203030358第四章

大孔吸附树脂对中药化学成分的吸附性能研究

第四章

大孔吸附树脂对中药化学成分的吸附性能研究59概述概述60树脂适用的新药类型

适用的新药类别有四种：(1)中药有效成分的粗分与精制；(2)单味中药有效部位的制备；(3)中药复方有效部位的制备；(4)中药复方制剂中除去糖、氨基酸、多肽等水溶性杂质，以降低服用剂量或吸湿性。

树脂适用的新药类型适用的新药类别有四种：61使用大孔吸附树脂纯化中药应该注意的问题：(1)中药复方中各味药所含成分性质相似，可混煎后一起纯化；(2)中药复方中各味药所含成分性质差别较大的，应单独提取后再分别纯化；(3)单味药中含有多类有效成分、且性质差别较大的，各类成分应分别纯化。

使用大孔吸附树脂纯化中药应该注意的问题：62成分类型与树脂的选择

脂溶性成分包括甾体类、二萜、三萜、黄酮、木脂素、香豆素、生物碱等应选择非极性或弱极性树脂，如D101、AB-8、HPD100等；皂苷和生物碱苷类成分应选择弱极性或极性树脂，如D201、D301、HPD300、HPD600、AB-8、NKA-9等；黄酮苷、蒽醌苷、木脂素苷、香豆素苷等应选择合成原料中加有甲基丙烯酸甲酯或丙烯腈的树脂，如D201、D301、HPD600、NKA-9等；环烯醚萜苷类成分在树脂上吸附能力较差，应选择极性或弱极性树脂，如HPD600、AB-8、NKA-9等。

成分类型与树脂的选择脂溶性成分包括甾体类、二萜、三萜、黄酮63一、研究方法的建立

研究实例：肉苁蓉总苷的分离纯化肉苁蓉的主要成分：苯乙醇苷类、环烯醚萜及其苷类、木脂素及其苷类、多元醇、水溶性生物碱、单糖、双糖、氨基酸等一、研究方法的建立

研究实例：肉苁蓉总苷的分离纯化肉苁蓉的641、树脂最大静态吸附量的考察1、树脂最大静态吸附量的考察652、分离度与洗脱溶剂考察

2、分离度与洗脱溶剂考察663、树脂最大动态吸附量考察（8.91mg/g）3、树脂最大动态吸附量考察（8.91mg/g）674、优选工艺参数的考察(正交试验)编号浓度A吸附流速B（ml/min）洗脱流速C（ml/min）径高比D30%醇10.5161：636.2420.5241：328.4630.5421：933.2640.125141：943.4850.125261：642.0660.125421：334.9970.0625121：340.0780.0625261：946.6390.0625441：641.88K197.96119.79117.86120.18

K2120.53117.15113.82103.52K3128.58110.13115.39123.37R10.23.221.346.674、优选工艺参数的考