聚丙烯疏水色谱膜的制备及对植物源药物的分离纯化研究

摘要

植物源药物是指从植物中提取的具有独特药理活性和生物活性的有效成分，在抗癌、抗肿瘤等领域发挥重要作用。当前植物源药物的分离纯化方法大多基于大孔树脂、制备型高效液相色谱等柱色谱技术，存在分离压力大、有机溶剂消耗量大、不易放大等一系列问题。疏水相互作用膜色谱技术是一种新型的生物分离技术，其分离过程主要基于吸附-洗脱模式，利用不同极性的药物分子与分离膜之间相互作用力的差异实现分离。克服了传统色谱技术的诸多缺点，在植物源药物纯化领域具有广阔的应用前景。
　　本研究以聚丙烯无纺布为膜基材，将具有强载药能力的氧化石墨烯偶联至无纺布膜表面，制得聚丙烯疏水色谱膜。以石榴皮多酚作为模型药物，利用氧化石墨烯与不同药物分子间疏水相互作用和π-π相互作用强度的不同，实现对多酚的分离纯化。具体内容如下:
　　(1)通过对聚丙烯基膜进行马来酸酐紫外光接枝改性、胺基化、偶联氧化石墨烯等步骤，制备聚丙烯疏水色谱膜。利用FT-IR、UV、Raman、SEM等手段对色谱膜进行分析表征，并探究所得色谱膜的吸附能力。研究结果表明，所得聚丙烯色谱膜中GO接枝率为0.37wt.％，对模型药物桂皮醛的吸附能力为1.45mg/g。
　　(2)建立了一种药物相对亲疏水性的估算方法，根据相对疏水性估算膜色谱纯化药物时所对应的淋洗时间，指导淋洗流动相收集时机。基于多种药物的分子结构测算其溶解度参数和相对保留时间(tRR)，将二者进行关联，建立数学模型(tRR=-0.032+7.27144e-δt/3.53874，R=0.97)。
　　(3)利用所制备的聚丙烯疏水色谱膜纯化模型药物石榴皮多酚。考察了吸附相pH、温度、进样浓度等因素对聚丙烯疏水色谱膜可逆吸附能力的影响。结果表明，膜组件温度为30℃、吸附相pH为2的HCl溶液适合用于多酚的动态吸附;进样浓度越高，色谱膜对多酚的吸附能力越强。
　　(4)利用HPLC、Folin-Ciocalteu法等测定纯化产物的纯度和回收率。在适宜分离条件下（吸附相和洗脱相分别为pH2的HCl溶液和0.06M NaOH溶液，膜组件温度为30℃，进样浓度为1.5mg/ml），经过一次纯化，可去除99.5％的多糖、95.3％的蛋白，得到的洗脱组分中多酚纯度可达89.3％，多酚回收率为36.9％。
　　(5)研究膜组件适宜的运行条件。当流速为3ml/min时，跨膜压降为27kpa，远低于相同流速下的柱色谱压力值(压力可达22.76Mpa);利用聚丙烯疏水色谱膜在相同条件下经过9次吸附-淋洗循环，膜对多酚的可逆吸附能力无明显降低，表明该膜具有可重复使用性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．2．1 超声提取

1．2．2 微波辅助萃取

1．2．3 生物酶解技术

1．2．4 超临界二氧化碳萃取

1．3 植物源药物有效成分的纯化

1．3．1 大孔树脂纯化技术(MR)

1．3．2 高速逆流色谱分离纯化技术(HSCCC)

1．3．3 超滤／纳滤等膜分离技术

1．3．4 高效制备液相色谱(prep-HPLC)

1．4 石墨烯及其衍生物在吸附分离方面应用

1．4．1 石墨烯及其衍生物简介

1．4．2 石墨烯基材料在吸附／分离方面的应用

1．5 课题的意义及主要研究内容

1．5．1 课题的意义

1．5．2 主要研究内容

1．5．3 课题的创新点

第二章 聚丙烯疏水色谱膜的制备

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料及仪器

2．2．2 聚丙烯疏水色谱膜的制备

2．2．3 聚丙烯疏水色谱膜吸附能力的测定

2．3 结构分析与表征

2．3．1 傅里叶红外光谱(FT-IR)

2．3．2 酸碱滴定

2．3．3 元素分析

2．3．4 扫描电子显微镜(SEM)

2．3．5 拉曼光谱(Raman)

2．4．1 聚丙烯疏水色谱膜的设计制备

2．4．2 聚丙烯疏水色谱膜的结构分析

2．4．3 聚丙烯疏水色谱膜的微观形貌

2．4．4 聚丙烯疏水色谱膜的吸附能力

2．5 本章小结

第三章 药物分子的相对疏水性及其色谱保留行为研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料及仪器

3．2．2 不同分子结构的药物相对保留时间的测算

3．2．3 不同分子结构的药物溶度参数值的计算

3．2．4 分配系数的测定

3．3 分析与表征

3．3．2 紫外分光光度计(UV-Vis)

3．4 结果与讨论

3．4．1 不同结构药物分子的相对保留时间

3．4．2 不同结构药物分子的溶度参数值

3．4．3 相对保留时间估算模型的建立

3．4．4 分配系数法验证药物相对保留时间估算值

3．5 本章小结

第四章 聚丙烯疏水色谱膜纯化石榴皮多酚

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料、仪器及设备

4．2．2 石榴皮多酚粗品的提取

4．2．3 石榴皮多酚粗提物的纯化

4．2．4 色谱膜对多酚的纯化性能探究

4．3 分析与表征

4．3．2 紫外／可见分光光度计(UV-vis)

4．4 结果与讨论

4．4．1 石榴皮多酚粗提物的提取

4．4．2 石榴皮多酚粗提液动态吸附

4．4．3 吸附相pH对纯化效果的影响

4．4．4 进样浓度对吸附效果的影响

4．4．5 膜组件运行温度对吸附效果的影响

4．4．6 膜的循环复用性能

4．4．7 跨膜流速和压降

4．4．8 分离纯化后多酚类物质的回收率和纯度

4．5 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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