專利名稱：一種印記膜板及其在物質(zhì)結(jié)晶純化中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種支撐型功能膜及其用途，確切地說是一種印記膜板及其在結(jié)晶分離中的應(yīng)用。二、 背景技術(shù)膜科學(xué)己成為一門獨(dú)立的科學(xué)。目前應(yīng)用最廣的是高分子分離膜，屬高分子功能膜的一 種。分離膜有力地推動(dòng)了分離技術(shù)的發(fā)展與提高?，F(xiàn)在其分離功能己從最初的微孔過濾分離 固液混合物發(fā)展到分子級混合物的分離、鹽析、電解質(zhì)的分離與傳遞、氣體的分離與富集等。 目前分離膜在生物工程、海水淡化、藥物緩釋、控釋以及化工過程中混合物的分離和蒸氣等 領(lǐng)域已達(dá)到了實(shí)用化。分離膜具有節(jié)能、高效、對環(huán)境友好等特點(diǎn)。自植物中草藥中提取、分離活性成分是中藥現(xiàn)代化的內(nèi)容之一。提取的方法多是傳統(tǒng)的 溶劑萃取法，或者有機(jī)溶劑，或者水，或者混合溶劑，或者超臨界流體C02等。但無論使用何種溶劑，提取分離得到的均為粗提物，其純化多使用重結(jié)晶。溶液結(jié)晶是物質(zhì)純化分離的傳統(tǒng)方法，也是一個(gè)重要的化工過程。溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶出來要經(jīng)歷兩個(gè)步驟晶核生成和晶體生長。晶核生成是在過飽和溶液中生成一定數(shù)量的晶核； 而在晶核的基礎(chǔ)上成長為晶體，則為晶體生長。影響整個(gè)結(jié)晶過程的因素很多，如溶液的過 飽和度、雜質(zhì)的存在、攪拌的速度以及各種物理場等。在工業(yè)結(jié)晶中，追求高的晶體生長速 率是為了提高設(shè)備的生產(chǎn)能力，但實(shí)際上晶體生長速度通常受到所要求的具體產(chǎn)品質(zhì)量等問 題的限制，不允許采用提高過飽和度來提高生長速率，要在適當(dāng)?shù)倪^飽和度下，尋求其他方 法去推動(dòng)晶體生長過程。例如聲場對結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響，張喜梅等曾系統(tǒng)地研究了聲場對溶 液成核、溶液穩(wěn)定性及晶體生長的影響，并深入探討了其影響機(jī)理(張喜梅，丘泰球，李月 花.聲場對溶液結(jié)晶動(dòng)力學(xué)影響的研究[J].化學(xué)通報(bào)，1997， 1: 44 46);磁場對結(jié)晶的影響，柴誠敬等在實(shí)驗(yàn)中也有同樣發(fā)現(xiàn)，并利用磁場作用，控制晶體生長，使晶體的粒度減小(柴誠敬.磁化技術(shù)在化工分離領(lǐng)域中的應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)與工程，1999，(16)4:245 249); 其他外場對結(jié)晶的促進(jìn)作用也是有效的。隨著工業(yè)的發(fā)展、高效低耗的結(jié)晶分離技術(shù)在石油、化工、生物技術(shù)及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域 的應(yīng)用越來越廣泛，工業(yè)結(jié)晶技術(shù)及相關(guān)理論的研究亦被推向新的階段，國內(nèi)外新型結(jié)晶技 術(shù)取得了較大進(jìn)展，其中超臨界流體結(jié)晶為一種新型的結(jié)晶方法。巖白菜素是從巖白菜、矮地茶、落新婦等中草藥中提取的具有止咳、祛痰作用的有效成分。經(jīng)藥理及臨床驗(yàn)證巖白菜素是治療慢性支氣管炎藥物中療效好、不良反應(yīng)小的藥物，并具有免疫增強(qiáng)作用。目前上市的巖白菜素制劑其原料藥中巖白菜素的含量通常只達(dá)到95 %左右(紫外可見分光光度法)。其制備工藝主要是參照了周慶華等落新婦根中巖白菜素 提取工藝研究，黑龍江醫(yī)藥，1997， 10 (2): 79;彭永芳等巖白菜素提取工藝的改進(jìn)，昆明師專學(xué)報(bào)，1996， 11 (1): 46 49)的方法，具體為生藥粉末加飽和石灰水提取，減壓 濃縮至密度為1. 15 1.20，用濃鹽酸調(diào)pH為2 3，攪拌，7(TC左右水浴加熱15分鐘，放 置、抽濾，得巖白菜素粗晶，用水洗至無色，烘干。粗晶于乙醇中，加活性炭、煮沸、過濾， 室溫放置，濾出析出物，水洗烘干，即得巖白菜素成品。該工藝因大量使用腐蝕性或易燃性 大的溶媒，造成了生產(chǎn)的環(huán)境污染和工人健康的損害，而且生產(chǎn)周期長。制備高純度巖白菜素大都采用有機(jī)溶劑對其粗提物進(jìn)行反復(fù)重結(jié)晶的方法，耗時(shí)長、得 率低，且純度也難于達(dá)到98%以上。除巖白菜素外，其他植物中草藥的活性成分也大多采用反復(fù)重結(jié)晶的方法進(jìn)行純化。 三、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種物質(zhì)結(jié)晶純化的方法，特別是對植物中草藥粗提物進(jìn)行結(jié)晶純化， 所要解決的技術(shù)問題是集膜技術(shù)和超臨界流體技術(shù)于一體的結(jié)晶純化方法。本發(fā)明所稱的印記膜板是一種支撐型平面膜，包括支撐體和高分子膜，所謂"印記" 是指附著在支撐體表面的原來混合有目標(biāo)物質(zhì)的高分子膜上有目標(biāo)物質(zhì)被溶劑洗脫后遺留 的印跡。這就是將目標(biāo)物質(zhì)與高分子膜材料混合均勻后成膜，成膜后再用溶劑洗脫目標(biāo)物質(zhì)， 于是便在膜上留下印跡。該印跡分布均勻，雷同微小的坑穴。所述的目標(biāo)物質(zhì)是已經(jīng)純化得 到的較為純凈的物質(zhì)。所述的高分子膜為多孔膜或密度膜，優(yōu)選密度膜。支撐體起骨架支撐作用，優(yōu)選金屬或玻璃作支撐體。本印記膜板的制備采用溶液鑄膜成型法，所述的溶液是高分子材料和目標(biāo)物質(zhì)的混合溶 液，將其在玻璃板或不銹鋼板的表面成膜，待干燥后用溶劑洗脫目標(biāo)物質(zhì)，最后于干燥箱中 干燥，即得印記膜板。本發(fā)明所稱的印記膜板在結(jié)晶純化中的應(yīng)用，是指在使用超臨界C02流體萃取裝置制 備高純目標(biāo)物質(zhì)時(shí)將印記膜板置于萃取釜中作為引導(dǎo)目標(biāo)物質(zhì)結(jié)晶的結(jié)晶板的應(yīng)用，使目標(biāo) 物質(zhì)在印記膜板上結(jié)晶析出，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)晶純化的目的，此時(shí)萃取釜亦可稱結(jié)晶釜。具體操 作是將印記膜板置于萃取釜中，同時(shí)將目標(biāo)物質(zhì)的過飽和溶液也加入萃取釜中，通過控制超 臨界C02流體的溫度和壓力實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)的萃取、分離和結(jié)晶純化。值得指出的是結(jié)晶板上留下印跡的目標(biāo)物質(zhì)與待結(jié)晶純化的目標(biāo)物質(zhì)是同一種物質(zhì)。以80%左右?guī)r白菜粗提物結(jié)晶純化為例，操作步驟如下1、 首先根據(jù)不同溶劑如乙醇或乙酸乙酯或丙酮等對巖白菜素溶解能力，用粗提物配制 相應(yīng)的巖白菜素過飽和溶液。2、 將配制好的巖白菜素過飽和溶液和印記膜板置于超臨界C02流體結(jié)晶釜中，控制壓力10 20MPa，溫度在40 60。C,時(shí)間在40 60min，進(jìn)行超臨界流體結(jié)晶。3、 停機(jī)后取出結(jié)晶膜板，用乙醇或乙酸乙酯洗下晶體，重復(fù)結(jié)晶2次，可制得99%以 上巖白菜素純品。試驗(yàn)表明，對80%左右銀杏內(nèi)酯粗提物和80%左右青蒿素粗提物，也可以用乙醇或乙酸 乙酯或丙酮等配制成過飽和溶液，將其和印記膜板一道置于超臨界C02流體結(jié)晶釜中，控制 壓力10 20MPa，溫度40 60。C，時(shí)間在40 60min進(jìn)行超臨界流體結(jié)晶，停機(jī)后取出結(jié)晶 膜板，洗下晶體，重復(fù)結(jié)晶兩次，可制得99%以上銀杏內(nèi)酯純品和99%以上青蒿素純品。 對其他植物中草藥活性成分亦可使用本方法純化，只需選擇適宜的溶劑和工藝條件。本發(fā)明將超臨界流體萃取技術(shù)與印記膜技術(shù)結(jié)合在一起，首創(chuàng)超臨界狀態(tài)下膜板引導(dǎo)結(jié) 晶方法，通過膜上"印記"空間形貌以及分子之間的物理吸附作用，使目標(biāo)物質(zhì)自超臨界流 體中結(jié)晶析出，以獲得高純的目標(biāo)物質(zhì)。本方法與傳統(tǒng)的溶劑結(jié)晶法相比優(yōu)點(diǎn)明顯。相同溫 度條件下，本方法的結(jié)晶時(shí)間較傳統(tǒng)時(shí)間短，所析晶體純度高，適合超純物質(zhì)的制備。本方 法工藝簡單，無需濃縮、冷凍干燥或噴霧干燥等復(fù)雜耗能工藝。同時(shí)其得率也較傳統(tǒng)工藝高。 80%巖白菜素粗提物，或80%銀杏內(nèi)酯粗提物，或80%青蒿素粗提物經(jīng)3次結(jié)晶，巖白菜素， 或銀杏內(nèi)酯，或青蒿素純度超過99%，得率》30%，適合批量生產(chǎn)。 四具體實(shí)施方式
1、印記膜板的制備先將聚楓(15%)， N-N二甲基甲酰胺(83%)，交聯(lián)劑聚乙二醇400 (2%)混合， 在6(TC條件下加熱攪拌，至其成均一、透明的鑄膜液(A);然后在保持?jǐn)嚢璧臈l件 下向鑄膜液中加入5 10% (與聚砜的質(zhì)量百分比)的目標(biāo)物質(zhì)，如純度99%巖白菜 素晶體，或99%銀杏內(nèi)酯晶體或99%青蒿素晶體等，使其充分混合后成混合液(B); 再將金屬或玻璃板支撐體平放入混合液(B)中，5 10min后取出并在20 25。C條件 下靜置脫氣，形成初膜板；再將初膜板放入混合液(B)中，重復(fù)上述過程，即可形 成膜板；重復(fù)次數(shù)根據(jù)膜厚度需要確定；膜板在空氣中蒸發(fā)0.5 lmin后，迅速投入 去離子水中，浸泡50-60niin，取出膜板再置于甲醇溶液中浸泡清洗3次(每次5rain)，然后將膜用去離子水清洗，涼干，即成印記膜板。 2、結(jié)晶純化現(xiàn)以巖白菜素、銀杏內(nèi)酯和青蒿素粗提物為例，非限定實(shí)施例敘述如下(1) 高純巖白菜素的制備取80%左右?guī)r白菜素若干，按l : 5 1 : 10 (mg/mL)的固液比用乙醇溶劑超聲溶解。 將配制好巖白菜素的乙醇過飽和溶液放置于超臨界流體結(jié)晶釜中，放置結(jié)晶模板，結(jié)晶壓力控制 在10 20MPa，溫度在40 60。C，進(jìn)行超臨界流體結(jié)晶。在超臨界狀態(tài)下結(jié)晶40 60min,停機(jī)后取出結(jié)晶模板，收集結(jié)晶產(chǎn)物，進(jìn)行含量檢測， 產(chǎn)品純度在90%以上。再將結(jié)晶產(chǎn)物按1 : 5 1 : 10 (mg/mL)的固液比用乙醇溶劑超聲溶解，再重復(fù)超臨界 狀態(tài)卜模板引導(dǎo)結(jié)晶2次。試驗(yàn)結(jié)束后，取樣檢測，可得到99%以上高純巖白菜素(高效液相色譜法)。(2) 高純銀杏內(nèi)酯的制備取80%左右銀杏內(nèi)酯若干，按1 : 5 1 : 10(mg/mL)的固液比用乙酸乙酯溶劑超聲溶解。將配制好銀杏內(nèi)酯的乙酸乙酯過飽和溶液放置于超臨界流體結(jié)晶釜中，放置結(jié)晶模板， 結(jié)晶壓力控制在10 20MPa，溫度在40 60。C，進(jìn)行超臨界流體結(jié)晶。在超臨界狀態(tài)下結(jié)晶40 60min，停機(jī)后取出結(jié)晶模板，收集結(jié)晶產(chǎn)物，進(jìn)行含量檢測， 產(chǎn)品純度在90%以上。再將結(jié)晶產(chǎn)物按1 : 5 1 : 10 (mg/mL)的固液比用乙酸乙酯溶劑超聲溶解，再重復(fù)超 臨界狀態(tài)下模板引導(dǎo)結(jié)晶2次。試驗(yàn)結(jié)束后，取樣檢測，可得到99%以上高純銀杏內(nèi)酯(高效液相色譜法)。(3) 高純青蒿素的制備取80%左右青蒿素若干，按l : 5 1 : 10 (mg/mL)的固液比用丙酮溶劑超聲溶解。 將配制好青蒿素的丙酮過飽和溶液放置于超臨界流體結(jié)晶釜中，放置結(jié)晶模板，結(jié)晶壓力控制在10 20MPa，溫度在40 6(TC，進(jìn)行超臨界流體結(jié)晶。在超臨界狀態(tài)下結(jié)晶40 60min，停機(jī)后取出結(jié)晶模板，收集結(jié)晶產(chǎn)物，進(jìn)行含量檢測，產(chǎn)品純度在90%以上。再將結(jié)晶產(chǎn)物按1 : 5 1 : 10 (mg/mL)的固液比用丙酮溶劑超聲溶解，再重復(fù)超臨界 狀態(tài)下模板引導(dǎo)結(jié)晶2次。試驗(yàn)結(jié)束后，取樣檢測，可得到9鄉(xiāng)以上高純青蒿素(高效液相色譜法)。
權(quán)利要求
1、一種印記膜板，是支撐型平面膜，包括支撐體和高分子膜，其特征在于附著在支撐體表面的原來含有目標(biāo)物質(zhì)的高分子膜上有目標(biāo)物質(zhì)被溶劑洗脫后遺留的印跡。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的印記膜板，其特征在于所述的高分子膜為密度膜。
3、 由權(quán)利要求l所述的印記膜板在結(jié)晶純化中的應(yīng)用，其特征在于在超臨界C(V流體 萃取裝置中制備高純目標(biāo)物質(zhì)時(shí)將印記膜板置于萃取釜中作為引導(dǎo)目標(biāo)物質(zhì)結(jié)晶的結(jié)晶板 的應(yīng)用。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的印記膜板在結(jié)晶純化中的應(yīng)用，其特征在于結(jié)晶純化的目標(biāo)物質(zhì)為巖白菜素或銀杏內(nèi)酯或青蒿素，結(jié)晶壓力10-20MPa，結(jié)晶溫度40 6(TC。
全文摘要
一種印記膜板及其在物質(zhì)結(jié)晶純化中的應(yīng)用，所述的印記模板是支撐型平面膜，其特征是附著在支撐體表面的原來含有目標(biāo)物質(zhì)的高分子膜上有目標(biāo)物質(zhì)被洗脫后遺留的印跡。本膜板在超臨界CO₂流體萃取工藝中作為結(jié)晶板引導(dǎo)目標(biāo)物質(zhì)在其上結(jié)晶析出以實(shí)現(xiàn)結(jié)晶純化的目的。本方法與傳統(tǒng)的溶劑結(jié)晶法相比，結(jié)晶時(shí)間短，效率高，晶體純度高，純度超過99％，適合超純物質(zhì)的制備。
文檔編號B01D9/02GK101254360SQ200710191178
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者張文成, 見 潘, 謝慧明, 杰 高 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)