大孔吸附树脂在新药研究开发和生产中的应用及存在的问题

大孔吸附树脂在新药研究开发和生产中的应用及存在的问题屠鹏飞北京大学中医药现代研究中心概述•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：超滤法：结晶法：一、树脂简介1、常用树脂的类型•凝胶树脂•大孔树脂•离子交换树脂2、离子交换树脂CHCH2SO3HCHCH2SO3HCHCH2mn＋CHCH2CHCH2CHCH2SO3HCHSO3HSO3HCH2CH2CHCHSO3HSO3H离子交换树脂的种类种类活性基团1强酸性磺酸基(SO3H)2弱酸性磷酸基(PO3H2)、羧酸基(COOH)3强碱性Ⅰ型：三甲基胺(-N+(CH3)3)Ⅱ型：二甲基乙醇胺(N+(CH3)2C2H4OH4弱碱性伯氨基(-NH2)、仲氨基(-NHR)、叔氨基(-NR2)5两性强碱＋弱酸弱碱＋弱酸3、大孔吸附树脂CHCH2CHCH2CHCH2mn＋CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CH2CHCH目前国产树脂的主要类型致孔剂：甲苯、石蜡、溶剂汽油、煤油、碳醇、聚乙烯醇等CHCH2COCN或＋CCOCH3CH2CH3O聚合＋CHCH2CHCH2CHCH2弱极性和极性树脂聚合＋CHCH2CHCH2CHCH2非极性树脂国产大孔吸附树脂的主要型号、性能、生产企业型号性能生产企业D-101非极性天津晶莹提取树脂有限责任公司D-201弱极性天津晶莹提取树脂有限责任公司D-301极性天津晶莹提取树脂有限责任公司HPD-100非极性河北沧州宝恩化工有限公司HPD-300弱极性河北沧州宝恩化工有限公司HPD-600极性河北沧州宝恩化工有限公司X-5非极性南开大学化工厂AB-8弱极性南开大学化工厂NKA-9极性南开大学化工厂三菱化学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:HP2MGBrBrBrBrBrBrCH3CCOCH3OOOCH3CH3COOCH3CH2CH2OCOCH3CH3COOCH3COOCH3CH3大孔吸附树脂的主要理化性质•颜色：白色、乳白色至微黄•物理化学性质稳定，不溶于任何酸、碱及有机溶剂，加热不溶，可在150℃以下使用•含水量：60～80％•堆积密度：0.6～0.9影响树脂性能的主要因素及国产树脂存在的主要问题•交联度•比表面积•吸附容量•粒度分布•强度二、大孔吸附树脂的预处理1、树脂预处理的方法•回流提取法•渗漉法•水蒸气蒸馏法2、树脂预处理的溶剂•乙醇•丙酮•异丙醇•2～5％盐酸•2～5％氢氧化钠3、渗漉法纯化树脂•色谱柱：不锈钢柱；径高比为1:3～1:7•装柱：湿法装柱•洗脱溶剂：①乙醇→2～5％盐酸→2～5％NaOH→水②甲醇→2～5％盐酸→2～5％NaOH→水③混合溶剂→2～5％盐酸→2～5％NaOH→水•洗脱方法：①乙醇法：乙醇浸泡12h→2BV洗脱→浸泡3～5h→2BV洗脱→浸泡3～5h→3～5BV洗脱→浸泡3～5h→3～5BV洗脱→2～3BV盐酸浸泡2～4h→洗脱→水洗脱→2～3BVNaOH浸泡2～4h→洗脱→水洗脱OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO②混合溶剂法：混合溶剂浸泡12h→2BV洗脱→浸泡3～5h→2BV洗脱→浸泡3～5h→3～5BV洗脱→2～3BV盐酸浸泡2～4h→洗脱→水洗脱→2～3BVNaOH浸泡2～4h→洗脱→水洗脱③新方法：乙醇浸泡3～5h→3～5BV乙醇洗脱→2～3BV盐酸浸泡2～4h→洗脱→水洗脱→2～3BVNaOH浸泡2～4h→洗脱→水洗脱4、乙醇法纯化树脂有机残留物检测D-101乙醇洗脱曲线0246810121234567891011121314151617181920D-101乙醇洗脱曲线-0.10.10.30.50.70.91.11.31.51.71.92.12.32.51234567891011121314151617181920216.12-D-301混合溶剂洗脱00.511.5213579111315系列1三、大孔吸附树脂的再生•再生溶剂的选择①乙醇：50％→95％②甲醇：50％→100％③异丙醇：④丙酮：50％→100％⑤碱性乙醇溶液：⑥2～5％盐酸：⑦2～5％NaOH：•洗脱方法①正洗脱：②逆流洗脱：四、大孔吸附树脂在新药研究中的应用1、适用的新药类型•中药有效成分的粗分和精制•单味中药有效部位的制备•中药复方有效部位的制备•注意：①性质相似成分可混煎后一起制备②各味药所含成分性质差别较大的复方应单独提取后，再制备③单味药有效成分性质差别较大的应分别制备2、成分的类型与树脂的选择•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的树脂，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氰的树脂，如D201、D301、HPD600、NKA-9等•环烯醚萜苷类成分：应选择极性树脂，如D301、HPD600、NKA-9等3、树脂用于新药研究应考察的内容(1)树脂型号的选择①比吸附值考察②分离性能考察(2)药材－树脂比例的考察(3)色谱柱的径高比考察(4)洗脱溶剂的考察(5)吸附流速和洗脱流速考察(6)收集洗脱液量考察(7)树脂的使用寿命考察(8)工艺放大试验4、树脂分离条件的正交试验表头的设计因素药材－树脂色谱柱洗脱流速收集洗脱水平比例径高比BV/h液量11:11:31321:21:52531:31:737实例一：某中药中苯乙醇苷类成分的分离、精制•该中药所含的成分：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、氨基酸等表4.6不同吸附剂吸附能力考察结果大孔树脂吸附剂型号检查结果聚酰胺D101D201D401黄酮型AB-8松果菊甙+++++++++++++++++水洗脱液TLC检查类叶升麻甙+++++++++++++++++第一次洗脱40％乙醇洗脱物量(g)4.584.194.354.804.775.86松果菊甙+++++++++++水洗脱液TLC检查类叶升麻甙+++++++++++-第二次洗脱40％乙醇洗脱物量(g)3.013.123.073.243.194.13松果菊甙++++++-水洗脱液TLC检查类叶升麻甙+++++－第三次洗脱40％乙醇洗脱物量(g)1.831.641.711.521.560.67松果菊甙+-+++-+－水洗脱液TLC检查类叶升麻甙+-+-+-－+-－第四次洗脱40％乙醇洗脱物量(g)0.640.720.530.610.570.18注：+++：明显，++：较明显，+：可见，+-：隐约可见，－：未见1、树脂型号的考察2、树脂用量和吸附次数的考察表4.7树脂用量和吸附次数的考察药材－树脂比例测定结果药材－树脂(2:1)药材－树脂(1:1)药材－树脂(1:2)提取液中松果菊甙含量(mg/ml)32.4131.8932.64第一次水洗脱液中松果菊甙含量(mg/ml)16.439.139.08第一次吸附率（％）49.371.472.2第二次水洗脱液中松果菊甙含量(mg/ml)8.682.362.29二次总吸附率（％）73.292.693.03、洗脱液乙醇浓度的考察乙醇浓度20％40％60％80％洗脱量9倍5倍4倍3倍检出杂质脂溶性脂溶性成分成分4、收集洗脱液量的考察第一次洗脱第二次洗脱洗脱溶剂水洗脱40％乙醇洗脱收集量45TLC检测未检出糖难检出苯乙醇苷洗脱溶剂水洗脱40％乙醇洗脱收集量34TLC检测未检出糖难检出苯乙醇苷实例二、某中药中黄酮苷类成分的分离、精制表5不同类型大孔吸附树脂对黄酮苷的饱和吸附容量及解吸率大孔吸附树脂吸附容量（mg/g）解吸率（%）D10179.061.38D402081.349.72AB-887.854.68X-573.524.411、树脂型号的考察表6因素水平表水平A样品浓度（%）B吸附流速（ml/min）C洗脱流速（ml/min）D柱床径高比1205101：725010201：10310020301：123、洗脱条件的正交试验表7正交试验方案及结果试验号ABCD黄酮苷含量%111110.746212221.214313330.633421231.029522311.314623121.534731321.574832131.26933211.304K12.5933.3493.583.364K23.8773.7883.5474.322K34.1383.4713.5212.922Q12.95912.53812.59812.845CT=12.50S0.4590.0380.0980.345S/20.2290.0190.0490.1725、成品中有机残留物的限量检查•检查方法：气相色谱法•检查成分：应根据树脂合成中所接触的有机成分确定检查成分•测定方法：顶空进样或溶剂法•含量限度：苯：2ppm；其它：20ppm•方法学考察：①溶剂的气相色谱检测②基线噪音和最低检测限的测定③对照品的测定④供试品的测定•标准的书写格式①色谱条件和系统适用性试验②对照品溶液的制备③供试品溶液的制备④测定法⑤起草说明五、大孔吸附树脂在中药及植物提取物生产中的应用1、槐花米中黄酮苷类成分的分离、纯化槐花花穗9.9kgMeOH提取36LHP20吸附MeOH溶解50％-10L+100%-10LLH-20吸附MeOH溶解CHP20P吸附50%EtOH流份ODS层析分离45%MeOH洗脱3`,4`,5`,7`-四羟基黄酮-3`-葡萄糖酸苷2、大孔树脂在绞股蓝总皂苷精制中的应用绞股蓝水煎液D101树脂水洗脱弃去95％乙醇洗脱收集洗脱液浓缩得总皂苷3、大孔树脂在贯叶金丝桃提取物制备中的应用贯叶金丝桃80％乙醇提取物正己烷脱脂乙酸乙酯提取黄酮和双萘醌残渣溶于水D101树脂水洗脱除去杂质95％乙醇洗脱总黄酮3、大孔树脂在贯叶金丝桃提取物制备中的应用贯叶金丝桃80％乙醇提取物正己烷脱脂乙酸乙酯提取黄酮和双萘醌残渣溶于水D101树脂水洗脱除去杂质95％乙醇洗脱总黄酮谢谢！屠鹏飞100083，北京市学院路38号北京大学药学院电话、传真：[phone]