以環(huán)糊精為基質(zhì)的擴(kuò)張床吸附劑的制備及銀杏黃酮的分離.pdf

1、擴(kuò)張床吸附（expanded bed adsorption, EBA）技術(shù)是一種集成化分離技術(shù)，它將固液分離、富集濃縮和初期純化融合于一個新的單元操作中，能直接從含有固體顆粒的料液中捕獲目標(biāo)產(chǎn)物，縮短分離流程，提高分離效率。目前擴(kuò)張床吸附技術(shù)主要應(yīng)用于蛋白質(zhì)的分離純化。開發(fā)新型的吸附劑，并應(yīng)用于其他生物活性物質(zhì)的分離，是拓展擴(kuò)張床吸附技術(shù)應(yīng)用范圍的有益嘗試。
　　 本論文開發(fā)出一種新型的以環(huán)糊精為基質(zhì)的擴(kuò)張床吸附劑，圍繞吸附劑的

2、制備、性質(zhì)和應(yīng)用等內(nèi)容展開，并對其在銀杏黃酮分離純化中的應(yīng)用進(jìn)行初探。
　　 首先以環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)的β-環(huán)糊精聚合物為骨架材料，以碳化鎢粉為增重劑，通過β-環(huán)糊精預(yù)聚、反相懸浮成球及交聯(lián)固化等步驟，制備出具有良好球形度的CroCD-TuC吸附劑，其粒徑分布為80μm～320μm?？疾炝朔聪鄳腋∵^程的工藝條件，對影響微球粒徑分布和形貌的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析，提出了優(yōu)化的工藝參數(shù)：油相為液體石蠟和真空泵油GS-1按質(zhì)量比5:7混合；油水

3、比4:1(w/w);分散劑吐溫-80占油相質(zhì)量的1.0％；攪拌轉(zhuǎn)速350rpm～400rpm。通過5個批次重復(fù)實驗所得微球的物性數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)工藝具有良好的重現(xiàn)性。
　　 對吸附劑的物性、孔結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性等基本性質(zhì)進(jìn)行了表征，重點考察碳化鎢的用量對吸附劑性質(zhì)的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，所有吸附劑的粒徑均呈對數(shù)正態(tài)分布，且受碳化鎢用量的影響較小，其平均粒徑一般在150μm至170μm之間。此外碳化鎢粉的用量對吸附劑的孔度和平均孔

4、徑的影響亦較小，表明β-環(huán)糊精聚合物骨架的結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯的改變。然而，摻入了碳化鎢粉的吸附劑的密度和機(jī)械強(qiáng)度有了明顯的提高，因此通過控制原料的配比可以制得適應(yīng)不同需要的吸附劑。
　　 測定了吸附劑在擴(kuò)張床中的流體力學(xué)性質(zhì)。采用Richardson-Zaki方程擬合實驗結(jié)果，得到終端沉降速率和擴(kuò)張指數(shù)，并結(jié)合Stokes方程和Martin方程的計算、比較對計算值進(jìn)行了修正。采用停留時間分布法測定擴(kuò)張床內(nèi)的流體流動特性，引入Bode

5、nstein準(zhǔn)數(shù)、床層軸向擴(kuò)散系數(shù)和理論等板高度等參數(shù)進(jìn)行分析討論。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，流體的黏度和流速是影響吸附劑擴(kuò)張?zhí)匦院土黧w混合性質(zhì)的主要因素，而吸附劑的密度通過流速-擴(kuò)張率之間的關(guān)系，間接影響了其擴(kuò)張?zhí)匦院土黧w混合性質(zhì)。論文還比較了幾種吸附劑/基質(zhì)的流體力學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)CroCD-TuC3的表現(xiàn)較出色，是用于擴(kuò)張床操作的理想吸附劑。
　　 本文改變以往擴(kuò)張床多用于蛋白質(zhì)的做法，把目標(biāo)物定為生物活性小分子物質(zhì)，作一個新的嘗試。以蘆丁為

6、模型化合物，考察CroCD-TuC3吸附劑對蘆丁的吸附性質(zhì)。研究表明，CroCD-TuC3對蘆丁的吸附等溫線遵循Langmuir吸附模型，且吸附量隨溫度和溶液pH值的升高而減小，隨溶劑極性的增強(qiáng)而增大。以結(jié)構(gòu)相近的SephadexTM G-15葡聚糖凝膠為參照物，比較了等量吸附焓和吸附劑表面不均勻度參數(shù)，體現(xiàn)出CroCD-TuC3吸附劑骨架中β-環(huán)糊精/蘆丁包結(jié)復(fù)合物的形成對吸附過程的重要貢獻(xiàn)。采用孔擴(kuò)散模型擬合吸附動力學(xué)實驗數(shù)據(jù)，得到

7、蘆丁在吸附劑內(nèi)的有效孔擴(kuò)散系數(shù)約為3.8×10-11 m2·s-1，遠(yuǎn)小于蘆丁在稀溶液中的分子擴(kuò)散系數(shù)，揭示了吸附質(zhì)在內(nèi)孔中的擴(kuò)散是整個吸附過程的限速步驟。此外，分別在固定床和擴(kuò)張床中測定了CroCD-TuC3對蘆丁的動態(tài)吸附情況，發(fā)現(xiàn)其動態(tài)吸附效率受流速和料液濃度的影響較大。
　　 在了解吸附劑性質(zhì)的基礎(chǔ)上，本文將CroCD-TuC3吸附劑進(jìn)行應(yīng)用嘗試，以擴(kuò)張床吸附法分離銀杏黃酮。采用水提液直接上柱的擴(kuò)張床操作方式，通過水洗、