大孔树脂吸附分离实验.docx
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大孔树脂吸附分离实验
实验二大孔树脂吸附分离实验
一、实验目的
1、了解大孔树脂的使用方法；
2、掌握利用大孔树脂的静态和动态吸附分离操作；
3、掌握大孔树脂的洗脱方法；
4、学习吸附等温曲线、吸附动力学曲线和洗脱曲线的测定方法。
二、实验原理
大孔树脂是一种具有大孔结构的有机高分子共聚体，是一类人工合成的有机高聚物吸附剂。
因其具多孔性结构而具筛选性，又通过表面吸附、表面电性或形成氢键而具吸附性。
一般为球形颗粒状，粒度多为20-60目。
大孔树脂有非极性（HPD-100,HPD-300,D-101,X-5,H103）、弱极性（AB-8，DA-201,HPD-400）、极性（NKA-9,S-8,HPD-500）之分。
大孔吸附树脂理化性质稳定，一般不溶于酸碱及有机溶媒，在水和有机溶剂中可以吸收溶剂而膨胀。
大孔树脂吸附技术以大孔吸附树脂为吸附剂，利用其对不同成分的选择性吸附和筛选作用，通过选用适宜的吸附和解吸条件借以分离、提纯某一或某一类有机化合物的技术。
吸附分离依据相似相容的原则，一般非极性树脂宜于从极性溶剂中吸附非极性有机物质，相反强极性树脂宜于从非极性溶剂中吸附极性溶质，而中等极性吸附树脂，不但能从非水介质中吸附极性物质，也能从极性溶液中吸附非极性物质。
大孔吸附树脂吸附技术广泛应用于制药及天然植物中活性成分如皂甙、黄酮、内脂、生物碱等大分子化合物的提取分离以及维生素和抗生素的提纯、化学制品的脱色、医院临床化验和中草药化学成分的研究等。
它具有吸附快，解吸率高、吸附容量大、洗脱率高、树脂再生简便等优点。
大孔树脂吸附分离操作步骤：
（1）树脂的预处理
目的是为了保证制剂最后用药安全。
树脂中含有残留的未聚合单体，致孔剂，分散剂和防腐剂对人体有害。
预处理的方法：
乙醇浸泡24h→用乙醇洗至流出液与水1：
5不浑浊→用水洗至无醇味→5%HCl通过树脂柱，浸泡2-4h→水洗至中性→2%NaOH通过树脂柱，浸泡2-4h→水洗至中性，备用。
（2）上样
将样品溶于少量水中，以一定的流速加到柱的上端进行吸附。
上样液以澄清为好，上样前要配合一定的处理工作，如上样液的预先沉淀、滤过处理，pH调节，使部分杂质在处理过程中除去，以免堵塞树脂床或在洗脱中混入成品。
上样方法主要有湿法和干法两种。
（3）洗脱
先用水清洗以除去树脂表面或内部还残留的许多非极性或水溶性大的强极性杂质（多糖或无机盐），然后用所选洗脱剂在一定的温度下以一定的流速进行洗脱。
（4）再生
再生的目的：
除去洗脱后残留的强吸附性杂质，以免影响下一次使用过程中对于分离成分的吸附。
再生的方法：
95%乙醇洗脱至无色，再用2%盐酸浸泡，用水洗至中性，再用2%NaOH浸泡，再用水洗至中性。
注意：
再生后树脂可反复进行使用，若停止不用时间过长，可用大于10%的NaCl溶液浸泡，以免细菌在树脂中繁殖。
一般纯化某一品种的树脂，当其吸附量下降30%以上不宜再使用。
三、试剂及仪器
仪器：
紫外可见分光光度计，电子天平，恒温水浴振荡器，玻璃层析柱，恒流泵
试剂：
AB-8大孔树脂，大豆异黄酮，无水乙醇，盐酸，氢氧化钠
四、实验内容
1、树脂的预处理
用95％乙醇浸泡AB-8树脂24h后用去离子水洗至中性。
然后用5％HC1溶液浸泡3h，用去离子水以洗至中性；再以5％NaOH溶液浸泡3h，水洗至中性后备用。
2、大豆异黄酮的定量检测方法
配置200μg/mL的芸香叶苷/乙醇标准溶液，分别取0.1mL,0.2mL,0.3mL,0.4mL,0.5mL.0.6mL,0.7mL的上述溶液，加水稀释至5mL，采用紫外分光光度法，在261nm处测定吸光度，绘制标准曲线。
3、静态吸附等温线的测定
准确称取湿树脂10g置于三角烧瓶中，加入50mL1%的大豆异黄酮溶液，放置于恒温水浴振荡器，控制温度30℃，吸附时间为10min,20min,30min,40min,50min,60min,90min,120min,150min时分别取1mL样液测吸光度，然后以时间t为横坐标，C/C0为纵坐标绘制吸附等温线（C为不同时间取样溶液的浓度，C0为初始样液的浓度）。
4、动态吸附实验
在玻璃层析柱中装填10g湿树脂，加入1%的大豆异黄酮溶液，流速v=20d/min,以吸附时间为横坐标，C/C0为纵坐标绘制穿透曲线。
选C/C0=0.05所用的时间为穿透时间，计算动态吸附量。
5、动态洗脱实验
对上述完成动态吸附的树脂柱静置30min后用去离子水淋洗，收集水洗流出液中大豆异黄酮的含量。
然后用70%的乙醇以20d/min的流速洗脱。
每5mL为一个收集单位，分别测定洗脱液中大豆异黄酮的浓度，以洗脱剂的体积为横坐标，以收集的洗脱液浓度为纵坐标绘制动态解吸曲线。
计算解吸的大豆异黄酮的含量及解吸率。
五、实验数据及处理
1、原始数据图片
2、标准曲线
表1.芸香叶苷标准吸光值
芸香叶苷浓度
（μg/ml）
A261
4
0.139
8
0.26
12
0.368
16
0.525
20
0.631
24
0.85
28
0.881
图1.芸香叶苷标准吸光曲线
3、静态吸附
表2.大豆异黄酮静态吸附量
时间（min）
A261
稀释倍数
C（μg/ml）
C/C0
吸附量（mg/g湿树脂）
0
0.437
50
684.89
1.000
3.046624
10
0.581
9
164.95
0.241
20
0.351
10
109.32
0.160
30
0.349
9
97.81
0.143
40
0.306
9
85.37
0.125
50
0.291
9
81.03
0.118
60
0.280
9
77.85
0.114
90
0.493
5
77.49
0.113
120
0.483
5
75.88
0.111
150
0.481
5
75.56
0.110
图2.大豆异黄酮静态吸附等温曲线
4、动态吸附
表3.大豆异黄酮动态吸附数据
流出液体积（ml）
A261
稀释倍数
C（（μg/ml）
C/C0
吸附量（mg/g湿树脂）
4
0.003
1
-0.26
0.00
5.0073
8
0.13
1
3.83
0.01
12
0.57
1
17.97
0.03
16
0.778
1
24.66
0.04
20
0.339
3
31.64
0.05
24
0.396
3
37.14
0.05
28
0.457
3
43.02
0.06
32
0.52
3
49.10
0.07
36
0.561
3
53.05
0.08
40
0.623
3
59.04
0.09
44
0.66
3
62.60
0.09
48
0.683
3
64.82
0.09
52
0.717
3
68.10
0.10
56
0.723
3
68.68
0.10
60
0.728
3
69.16
0.10
64
0.761
3
72.35
0.11
68
0.761
3
72.35
0.11
72
0.796
3
75.72
0.11
76
0.812
3
77.27
0.11
80
0.837
3
79.68
0.12
92（水）
0.528
3
49.87
图3：
大豆异黄酮穿透曲线
5.动态洗脱
表4.大豆异黄酮动态解吸浓度
流出液体积（ml）
A261
稀释倍数
C（（μg/ml）
解吸量（mg）
解析率
4
0.479
3
45.14
55.8
112%
8
0.67
3
63.57
12
0.447
150
2102.89
16
0.621
250
4903.54
20
0.56
150
2647.91
24
0.558
81
1424.66
28
0.356
81
898.55
32
0.218
81
539.13
36
0.247
50
379.42
40
0.175
50
263.67
44
0.745
9
212.41
48
0.571
9
162.06
52
0.484
9
136.88
56
0.384
9
107.94
60
0.263
9
72.93
图4：
大豆异黄酮动态解吸曲线
六、讨论：
本次实验总体比较顺利，各吸附/解吸曲线趋势也都良好，但最后计算解吸率时，发现解吸率大于1，经分析，可能原因如下：
1.洗脱未完全，解吸时柱内尚有未吸附的大豆异黄酮。
2.大豆异黄酮总体积计算时，将流出体积作为总体积，但此时柱内尚有未流出的大豆异黄酮，而未将其计算进去。
3.分光光度计操作不当。
4.本次实验单次稀释有超过200倍，稀释倍数过大使溶质不均匀分布，导致含量计算出现误差。
5．稀释操作不当。
经讨论，本实验有以下注意点：
1，大梯度稀释时，最好采用逐步稀释，以减少误差。
2，根据管的容积选择稀释方案，本次实验用10ml管若装10ml液体就已经装满甚至个别会溢出，造成损失及数据上的误差。
3，减少不必要操作，保证规范操作。
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