[發明專利]一種柱層析硅膠及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010873572.6
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111974369B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 李永兆;李斌杰
• 申請（專利權）人: 青島美高集團有限公司
• 主分類號: B01J20/283
• 分類號: B01J20/283;B01J20/30;B01D15/08
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 宋蓮英

本發明提出了一種柱層析硅膠及其制備方法和應用。本發明的柱層析硅膠的粒徑大小為25?500μm，平均孔徑為孔容為0.5?1.0mL/g，比表面積為300?700m²/g；本發明還給出上述柱層析硅膠的制備方法，這種柱層析硅膠是由硫酸和水玻璃經過凝膠、造粒、水洗和干燥而得到。本發明的柱層析硅膠是先造粒再水洗，水洗過程中還添加了均孔劑，并采用逆流水洗工藝，水洗均勻，洗滌速度一致，水洗終點判斷準確；水洗顆粒大小均勻，不會出現小顆粒隨水流進入管道的現象，避免了管道堵塞；能耗低，水洗效率高，操作方便，易于實現產業化；所得硅膠顆粒形態好，孔分布均勻，滿足了柱層析固定相對目標產物分離提純的要求。

技術領域

本發明涉及硅膠的技術領域，特別是指一種柱層析硅膠及其制備方法和應用。

背景技術

柱層析技術是在高效液相色譜的基礎上建立的工業級制備與分離方法。柱層析技術也稱柱色譜技術，是色譜技術在工業上用于物質分離、提純或精制的重要方法。通常是將含有不同組分混合物質的溶液(液相)通過裝有固定相(如柱層析硅膠)的色譜柱(也稱層析柱或制備柱)，使液相中溶質的有效成分從混合狀態中分離出來；或者是，將待精制的物質隨著溶劑通過制備柱使其中的雜質組被固定相吸附以制取純凈物質；也可以是，使用固定相吸附所需要的物質組分(如尿液中吸附尿激酸)，然后，解吸，以得到目的產物。

以柱層析硅膠為固定相的層析技術在某些方面有其不可取代的優勢。對于某些揮發性較差的物質(高沸點化合物)、高分子化合物和熱穩定性差、易分解的物質，更適合以硅膠為固定相進行分離和提純。柱層析硅膠主要用于中草藥、化學合成物質、生物活性物質有效成分的分離提純，例如：通過吸附分離制取高純物質、工業發酵過程吸附高分子蛋白物質、有機物質的脫水精制、食用植物油以及石油制品脫除雜質的吸附等。近些年來，柱層析硅膠在生物制藥領域的應用發展很快，已知已經實現工業化生產制取的藥物有青蒿素、紫杉醇、茄尼醇、茶多酚和兒茶素、輔酶Q10和尿激酸等。

柱層析硅膠有很強的吸附選擇性，能夠有效的分離結構復雜而性質相近的物質和化學組成相同的同分異構體。硅膠的吸附選擇性源于其表面性質(硅羥基)、高比表面和微孔分布。近年來，以大量獲取純物質和生物活性物質為目的的柱層析技術在諸多領域取得成功并引起高度重視。因而，適合柱層析技術要求且具有相適應微孔結構(比表面、孔容和孔徑分布)的柱層析用硅膠作為固定相填料的生產和應用得到很大發展，柱層析硅膠的用量每年都有較大幅度的增長。柱層析硅膠在應用中，其粒度、粒度分布以及顆粒形態對柱效率都有顯著影響。同時，由于層析過程中，被提取或分離的目標產物的化學性質、分子結構和分子量各不相同，需要對硅膠的孔徑與孔徑分布有正確的選擇。在高純物質的制備中，還要對硅膠的純度進行更嚴格的控制。

目前，現有技術中柱層析硅膠都是采用硫酸與泡花堿為原料進行生產的，將配制成一定濃度的硫酸和硅酸鈉溶液，經過混合噴頭反應生成溶膠，溶膠在老化槽內縮合老化成凝膠，凝膠經割膠機破碎成3-5cm的膠塊，再用水沖入水洗罐洗滌(洗出膠塊中殘留的硫酸鈉和硫酸)，水洗完畢之后進行烘干，然后，粉碎，包裝。這種柱層析硅膠的生產過程中，因濕凝膠在水洗罐中是固定不動的，只有水洗用水在罐體之間串流；由于凝膠是多孔結構，膠塊外部孔道內的硫酸鈉和硫酸與膠塊內部的硫酸鈉和硫酸的洗出速度不一致，使膠塊在水洗過程中存在水洗不均勻的問題；這種水洗后的膠塊在烘干過程中易造成產品孔分布不均勻，不能作為柱層析固定相進行目標產物的分離提純。另外，凝膠在經割膠機割膠過程中會產生小顆粒，小顆粒隨3-5cm的膠塊(稱為大膠塊)一同進入水洗罐之后，在大膠塊水洗過程中小顆粒易隨水流進入管道，造成管道堵塞；而且，相同條件下小顆粒洗滌速度比大膠塊快，小顆粒也會影響整體水洗取樣終點的判斷和整體的產品均勻度。再者，大膠塊經隧道或網帶等烘干設備干燥，脫去水分之后再粉碎，干膠塊骨架強度比濕膠塊骨架強度結實，粉碎過程中耗電耗能較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種柱層析硅膠及其制備方法和應用，旨在解決現有技術中硅膠的生產方法水洗不均勻、容易堵塞管道、水洗終點判斷有誤以及能耗高造成孔分布不均勻從而限制了其在柱層析中的應用的問題。