以環(huán)糊精為基質的擴張床吸附劑的制備及銀杏黃酮的分離.pdf

1、擴張床吸附（expanded bed adsorption, EBA）技術是一種集成化分離技術，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產物，縮短分離流程，提高分離效率。目前擴張床吸附技術主要應用于蛋白質的分離純化。開發(fā)新型的吸附劑，并應用于其他生物活性物質的分離，是拓展擴張床吸附技術應用范圍的有益嘗試。
　　 本論文開發(fā)出一種新型的以環(huán)糊精為基質的擴張床吸附劑，圍繞吸附劑的

2、制備、性質和應用等內容展開，并對其在銀杏黃酮分離純化中的應用進行初探。
　　 首先以環(huán)氧氯丙烷交聯的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)糊精預聚、反相懸浮成球及交聯固化等步驟，制備出具有良好球形度的CroCD-TuC吸附劑，其粒徑分布為80μm～320μm。考察了反相懸浮過程的工藝條件，對影響微球粒徑分布和形貌的關鍵參數進行分析，提出了優(yōu)化的工藝參數：油相為液體石蠟和真空泵油GS-1按質量比5:7混合；油水

3、比4:1(w/w);分散劑吐溫-80占油相質量的1.0％；攪拌轉速350rpm～400rpm。通過5個批次重復實驗所得微球的物性數據對比，發(fā)現工藝具有良好的重現性。
　　 對吸附劑的物性、孔結構、機械強度和化學穩(wěn)定性等基本性質進行了表征，重點考察碳化鎢的用量對吸附劑性質的影響。實驗發(fā)現，所有吸附劑的粒徑均呈對數正態(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構未發(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械強度有了明顯的提高，因此通過控制原料的配比可以制得適應不同需要的吸附劑。
　　 測定了吸附劑在擴張床中的流體力學性質。采用Richardson-Zaki方程擬合實驗結果，得到終端沉降速率和擴張指數，并結合Stokes方程和Martin方程的計算、比較對計算值進行了修正。采用停留時間分布法測定擴張床內的流體流動特性，引入Bode

5、nstein準數、床層軸向擴散系數和理論等板高度等參數進行分析討論。結果發(fā)現，流體的黏度和流速是影響吸附劑擴張?zhí)匦院土黧w混合性質的主要因素，而吸附劑的密度通過流速-擴張率之間的關系，間接影響了其擴張?zhí)匦院土黧w混合性質。論文還比較了幾種吸附劑/基質的流體力學性質，發(fā)現CroCD-TuC3的表現較出色，是用于擴張床操作的理想吸附劑。
　　 本文改變以往擴張床多用于蛋白質的做法，把目標物定為生物活性小分子物質，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。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，隨溶劑極性的增強而增大。以結構相近的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，體現出CroCD-TuC3吸附劑骨架中β-環(huán)糊精/蘆丁包結復合物的形成對吸附過程的重要貢獻。采用孔擴散模型擬合吸附動力學實驗數據，得到

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