1. 概述。

        大孔吸附剂是一类吸附性和分子筛性原理相结合，对有机物具有浓缩、分离作用的高分子聚合物。大孔吸附剂是由苯乙烯、二乙烯苯或甲基丙烯酸酯等单体，加交联剂、致孔剂和分散剂，经悬浮聚合制备而成。聚合物形成后，致孔剂被除去，在树脂中留下了大大小小、形状各异、互相贯通的孔穴。因此大孔树脂在干燥状态下其内部具有较高的孔隙率，且孔径较大，在100 ~ 1000nm之间，故又称为大孔吸附树脂。

        大孔吸附剂是通过物理吸附从溶液中有选择地吸附有机物质，从而达到分离提纯的目的。其理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂，对有机物选择性好，不受无机盐类及强离子、低分子化合物存在的影响，在水和有机溶剂中可吸附溶剂而膨胀。

2. 大孔吸附剂的分类。

        大孔吸附剂按其极性大小和所选用的单体分子结构不同，可分为非极性、中极性和极性三类。

        2.1 非极性大孔吸附树脂：非极性大孔吸附树脂是由偶极矩很小的单体聚合制得的不带任何功能基，孔表的疏水性较强，可通过与小分子内的疏水部分的作用吸附溶液中的有机物，最适于极性溶剂中吸附非极性物质，也称为芳香族吸附剂，例如苯乙烯、二乙烯苯聚合物。

        2.2 中等极性大孔吸附树脂：中等极性大孔吸附树脂是含酯基的吸附树脂，且多功能团的甲基丙烯酸酯作为交联剂。其表面兼有疏水和亲水两部分。既可极性溶剂中吸附非极性物质，又可由非极性溶剂中吸附极性物质，也称为脂肪族吸附剂，例如聚丙烯酸酯型聚合物。

        2.3 极性大孔吸附树脂：极性大孔吸附树脂是指含酰胺基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能基的吸附树脂，它们通过静电相互作用吸附极性物质，如丙烯酰胺。

3. 大孔吸附剂的分离原理。

        大孔吸附剂是由聚合单体聚合而成的高分子网状聚合物，其性质介于天然吸附剂（活性炭、硅胶和硅藻土）和离子交换剂之间，吸附特性与天然吸附剂类似，比离子交换剂更容易再生。大孔吸附剂具有物理化学稳定性高、比表面积大、吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解吸条件温和、再生处理方便、使用周期长、宜于构成闭路循环、节省费用等诸多优点，在生物医药、化学工业、分析化学、临床鉴定、环境保护等领域具有广泛的应用前景。

        大孔吸附剂的吸附实质为一种物体高度分散或表面分子受作用力不均等而产生的表面吸附现象，这种吸附性能是由于范德华引力或生成氢键的结果。同时由于大孔吸附树脂的多孔结构使其对分子大小不同的物质具有筛选作用。通过上述这种吸附和筛选原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附剂上经一定溶剂洗脱而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。

        大孔吸附剂的吸附性能是由其化学和物理结构决定的，同一型号大孔吸附剂对有效部位吸附能力强弱的规律为（以药材计）：

生物碱 ＞ 黄酮 ＞ 酚性成分 ＞ 无机物，

        吸附剂不同的结构对不同物质吸附效果不同，一般大孔吸附剂吸附符合以下规律：非极性物质在极性介质（水）内被非极性吸附剂吸附，极性物质在非极性介质中被极性吸附剂吸附，带强极性基团的吸附剂在非极性溶剂里能很好的吸附极性化合物。聚苯乙烯树脂一般适用于非极性和弱极性物质的化合物，如皂苷类和黄酮类；聚丙烯酸类树脂，一般带有酯基或酰氨基，对中极性和极性化合物如黄酮醇和酚类的吸附较好。

4. 大孔吸附剂在物质分离和提纯中的应用。

        4.1 酶的分离提纯。酶是生物体活细胞产生的具有专一催化能力的蛋白质。它的很多性能是合成催化剂所不能比拟的，它的应用正在日益发展，因此酶的分离提纯也就显得特别重要。

        大孔吸附剂可用于阮酶、胰弹性酶、枯草杆菌蛋白酶、辅酶、尿激酶、植物酶、激肽释放酶、葡糖淀粉酶、脂肪酶、溶菌酶等的分离和提纯。

        4.2 氨基酸、蛋白质、肽的分离。氨基酸是分子量为75 ~ 200的两性化合物，肽是两个或更多氨基酸结合在一起的物质，而蛋白质实际上属于大分子的多肽。大孔吸附剂在氨基酸、蛋白质及肽的分离中的应用已经比较成熟。其优点在于吸附剂在提取酶、氨基酸、蛋白质、多肽等活性物质时，条件温和、设备简单、操作方便，可以避免加热、化学处理过程造成活性降低。

        4.3 生物碱、植物激素的分离。大孔吸附剂可用于生物碱、植物激素、大麻提取物、嘌呤及嘧啶等物质的吸附分离。

        4.4 中草药成分和天然产物的分离。中药提取分离是中成药生产过程中最关键的环节，也是目前制约提高中药质量的关键问题，它直接影响到产品的质量和临床疗效。中药提取和精制工艺药粗（杂质多）、大（服用量大）、黑（颜色深），是制约中药产业化发展和拓展国际市场的主要因素之一。采用大孔吸附剂吸附技术对提取的药液进行除杂精制有缩小剂量，提高中药内在质量和制剂水平；减少产品的吸潮性，增强产品的稳定性；生产设备简单，生产周期缩短等优点，为中药进入国际市场创造了条件。

        4.5 抗生素的提纯。用大孔吸附剂可分离、提取、浓缩、纯化青霉素、头孢霉素、赤霉素、四环素、红迪霉素、庆大霉素以及几乎包括目前已知的各种类型的抗生素，其优点是再生容易，产品的灰分少。

        4.6 维生素的提取和精制。包括维生素B12、维生素B2、维生素C及拟维生素P的提取和精制。

        4.7 食品的精制。大孔吸附剂可用于糖类、酒类、奶制品、味精的精制，咖啡因和食用香料的分离提取，豆油、花生油、玉米油、菜籽油等食用油中重金属、有机酸及苦味的去除处理。

        4.8 对色素的分离与纯化。大孔吸附剂对色素的分离于纯化也表现出独特的优越性。大孔吸附剂主要吸附大分子色素，溶液中的盐类对吸附没有影响，脱色效率可达75% ~ 90%以上。

        4.9 在环境保护中的应用。大孔吸附剂可用于含酚废水、农药废水、含有机酸和芳香胺废水、染料中间体废水等有机工业废水的处理，具有适用范围宽，实用性好；吸附效率高，解吸再生容易；性能稳定，使用寿命长；操作简便，能耗低等特点。

5. 影响吸附作用的各种因素。

        大孔吸附剂的吸附作用不仅同吸附剂的物理与化学结构有关，而且同吸附物质的性质、介质的性质及操作等因素有关，在不同的情况下，影响吸附的因素也会随之改变。

        5.1 树脂本身的物理化学结构的影响。大孔吸附剂的吸附性能主要取决于吸附剂的表面性质，即树脂的极性（功能基）和空间结构（孔径、比表面积、孔容）等。而大孔吸附剂是由单体、交联剂在致孔剂存在下，经共聚而成或再经功能基反应制得的。由于大孔吸附剂合成的单体、交联剂、致孔剂的不同及制备工艺的不同，因此使吸附剂的孔径、孔容、比表面积及极性等都有很大的差异。

        5.2 被分离成分的性质的影响。一般来说，被分离成分的分子量大小和极性的强弱直接影响到吸附效果。在同一种吸附剂中，吸附剂对分子量大的化合物吸附作用较大。化合物的极性增加时，吸附剂对其吸附力也随之增加。若吸附剂和化合物之间产生氢键作用，吸附作用也将增强。

        5.3 洗脱剂的影响。根据极性“相似相溶”原理，对非极性大孔吸附剂来说，洗脱剂极性越小，其洗脱能力越强；而对中极性大孔树脂和极性较大化合物，则用极性较大的溶剂较为合适。一般先用蒸馏水洗脱，再用逐渐增高浓度的乙醇、甲醇洗脱。多糖、蛋白质、鞣质等水溶性杂质会随着水流下，极性小的物质后下。对于有些具有酸碱性的物质还可以用不同浓度的酸、碱液结合有机溶剂进行洗脱。

        5.4 pH值的影响。中药中的许多成分有一定的酸碱性，在pH值不同的溶液中溶解性不同，在应用大孔吸附剂处理这一类成分 时，pH值的影响显得至关重要。对于碱性物质一般在碱液中吸附酸液中解吸，酸性物质一般在酸液中吸附碱液中解吸。

        5.5 原液浓度的影响。一般树脂吸附量与上样溶液浓度成反比，通常以较低浓度进行吸附较为有利，如果上样溶液浓度偏高，则吸附量会显著减小。研究表明，若原液浓度过低，则提纯时间增加，效率降低；若原液浓度过高，则泄漏早，处理量小，树脂的再生周期短

        5.6 温度的影响。大孔树脂的吸附作用主要是由于它具有巨大的表面积，是一种物理吸附，低温不利于大孔吸附剂的吸附，但吸附过程中会放出一定热量，所以操作温度对其吸附有一定的影响。

        5.7 吸附平衡时间的影响。吸附是一个以物理吸附为主、伴随化学吸附的过程，进行较缓慢，吸附平衡时间对其吸附也有一定的影响。

        5.8 其它因素的影响。被处理液在上交换柱之前一般要经过预处理，预处理不好则会使大孔吸附剂吸附的杂质过多，从而降低其对有效成分的吸附。洗脱液的流速、吸附剂的粒径、吸附柱的高度也会产生一些影响，通常较高的洗脱液流速、较小的树脂粒径和较低的树脂高度有利于增大吸附速度，但同时也使单柱的吸附量有所降低。玻璃柱的粗细也会影响分离效果，当柱子太细，洗脱时，大孔吸附剂易结块，壁上易产生气泡，流速会逐渐降为零。