南开大学科技成果——高选择性吸附树脂生产及其应用技术

南开大学科技成果——壳聚糖吸附剂净化血液治疗肝病血液中胆红素是血红蛋白的代谢产物，当人体内胆红素特别是未结合的胆红素含量过高时，会对人体产生毒害作用并出现黄疸。

病毒性肝炎引起的肝细胞性黄疸约占病例总数的10-50%，肝细胞受到损害，使其摄取、结合及排泄胆红素的功能都发生障碍，血清中的直接胆红素（DBIL）和间接胆红素（RBIL）均升高，形成高胆红素血症。

我国是肝炎大国，目前对于重型肝炎高胆红素血症的治疗尚缺乏有效治疗方法。

血液净化技术中血液灌流已成功应用于临床，但要达到有效的治疗效果，则必须具有吸附性能特异性强、吸附率高、血液相容性好、安全可靠的吸附剂材料。

目前已经商品化的胆红素灌流器吸附剂多为苯乙烯-二乙烯苯骨架，甲苯等为致孔剂的合成树脂，该类吸附材料，是属疏水性骨架上偶联（或接枝）上功能基，在人体血液环境中生物相容性比较差；而且存在有机溶剂残留等问题，并不适合作为生物医用材料。

理想的用于人工肝支持系统（ALSS，Artificial Liver Support System）的吸附剂应该是无毒、具有高选择性、吸附量大且血液相容性好。

壳聚糖是自然界唯一大量存在的碱性多糖，含有大量羟基、氨基，是可再生资源，且来源广泛，是开发高效医用高分子吸附剂的理想原材料。

壳聚糖具有很好的亲水性和生物相容性，且容易改性，对组织不产生毒性影响，无溶血效应，可以和游离脂肪酸及胆汁酸结合。

本项目选用壳聚糖作为基质，以蔗糖为致孔剂制备大孔交联壳聚糖微球，并经过化学修饰使具有选择性吸附胆红素的优异性能。

经与天津市海河医院合作筛选出吸附率高、生物相容性好的壳聚糖-己二胺吸附剂。

血浆灌流实验表明该吸附剂对总胆红素吸附率高达67.63%；直接胆红素吸附率达63.87%；间接胆红素71.16%.均高于目前临床使用的胆红素吸附剂（目前临床使用的国产及进口的胆红素吸附剂对患者血液中总胆红素的吸附率可以达到30%左右）。

因此新吸附剂对于治疗重型肝炎患者的治疗有着更好的应用前景。

[通讯作者]　3郭丽冰,Tel:(020)39352179,E -mail:xiaobing_12@yahoo 1com 1cn 。

常用大孔吸附树脂的主要参数和应用情况郭丽冰3,王蕾(广东药学院中药学院,广东　广州　510006)[摘要]大孔吸附树脂是近年来应用广泛的一种新型高分子聚合物,国内外生产厂家和型号众多,使用前需要有充分了解。

鉴于此,收集了国内外一些常用的大孔树脂的主要参数和应用情况供参考。

[关键词]大孔吸附树脂;型号;生产厂家;应用 大孔吸附树脂是20世纪60年代发展起来的一种新型非离子型高分子聚合物,也叫大网格吸附剂,兼有吸附性和筛选性,是以吸附作用和筛选作用相结合的分离材料。

大孔吸附树脂理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂,对有机物选择性好,不受无机盐等离子和低分子化合物的影响[1]。

近年来在环保、医药、化工、分析化学、临床鉴定等领域应用很广泛。

大孔树脂的优点是品种多、比表面积大、吸附力强、选择性高,可用于多种有效成分或有效部位的分离纯化,其缺点是可带进毒性大的甲苯、二甲苯等残留物。

因此,大孔树脂应进行预处理,洗去残留物检查合格后方可使用。

目前国产树脂型号多,生产厂家和树脂型号显得比较混乱。

目前最常用的D101型树脂,其供应厂家就有天津树脂厂、天津骨胶厂、天津农药厂、上海试剂厂、天津市试剂厂、南开大学化工厂等,但缺乏统一的标准和必要的指导,使得树脂的质量难以得到保证,给使用者带来一定的盲目性。

大孔树脂型号不同,其极性不同,不同型号适用于不同有效成分或有效部位的分离纯化,使用时必须根据情况加以选择。

本文收集了一些常用大孔吸附树脂的主要参数和应用情况,以期对今后的应用有一定参考价值。

1　大孔吸附树脂的作用原理大孔树脂的基本性能和凝胶树脂相似,其“孔隙”是在合成时由于加入惰性的制孔剂,待网络骨架固化和链结构单元形成后,再用溶剂萃取或水洗蒸馏将其去掉,就留下了不受外界条件影响的孔隙,即“永久孔”。

南开大学科技成果——高性能血液净化医用吸附树脂的创制项目简介针对医学中疑难性自身免疫疾病、器官衰竭、肿瘤、病毒性疾病（如艾滋病、乙肝等）治疗的迫切需要，南开大学经三十余年潜心研究，承担了国家“863”、“973”和十三五国家重点研发计划等重大项目的额支持，成功解决了制备树脂的核心问题，创制十余种性能优良的吸附树脂。

如计算机模拟小分子配基设计、细胞或分子表面抗原决定簇分子印迹技术、纳米材料等与生物材料的融合，一系列针对肾病、肝病肿瘤和病毒的高性能全血灌流吸附树脂被开发。

其中针对肾衰患者血液中分子毒素β2微球蛋白的模拟小分子多肽配基吸附剂，性能优于日本临床用同类产品；用于脓毒血症患者炎症因子清除的纳米复合结构吸附树脂的性能优于美国的Cytosorb产品。

针对肝衰患者高胆红素血症清除的NKU-9树脂（均分布介孔吸附剂），对患者血浆中胆红素的清除率明显优于日本可乐丽公司的BL-300和旭化成公司的BR-350树脂，且不会存在电解质紊乱等缺陷。

针对肿瘤和病毒的吸附剂也取得了重要进展。

申报和获得国家发明专利20项。

获得国家科技进步二等奖等7项奖励，发表论文138篇，SCI收录69篇，成果总体达到国际先进水平。

其中一专利技术的转化，已经造就了一个百亿市值的企业。

市场应用前景我国慢性肾病患者已近5000万，其中慢性肾功能衰竭（尿毒症）患者约有100多万，并且正以每年12%-15%的速度增长。

在肾病患者中，约有900万最后会发展为尿毒症，需要灌流患者高达数百万，市场份额在50亿元左右。

约有3000万肝病患者，严重者约有100万需要血液灌流，按目前产品市场价估算，市场份额约为25-30亿元。

以系统性红斑狼疮（91万）和类风湿性关节炎（1326万）为主的自身免疫性疾病近1500万人；加上数百万严重脓毒血症和高脂血症患者，可以开展血液净化治疗的潜在患者将达到两千万人次以上。

肿瘤用血液灌流器的市场前景方面，我国每年有400万左右新发病例，1000万人有预防癌症需求，肿瘤血液净化吸附装置的市场容量大约在1300万人次，将有数百亿元的市场。

南开大学科技成果——大孔树脂“一步法”纯化中药皂苷类成分项目简介皂苷类成分是中药中的一大类活性组分群，在中药中发挥着重要的药理作用，它的分离纯化也受到业界的广泛关注，传统的分离纯化方法（溶剂萃取法）不仅工艺复杂、投资大、过多使用毒性有机溶剂也给环境和人类的身体健康带来了潜在的威胁。

因此寻求一种简单、绿色的（工艺过程中不使用毒性有机溶剂）工艺成为了业界共同的目标。

针对皂苷类成分的结构特点，我们合成了多效用吸附树脂，该树脂在用于各类中药（三七、人参、绞股蓝、柴胡、甘草等）皂苷类活性成分的分离纯化时，均可通过“一步法”简单的生产工艺，得到高纯度的皂苷类提取物。

工艺简单、无三废排放。

本项目是得到国家自然科学基金支持的成熟技术，其中三七、人参的提取已经产业化生产，得到了完全符合要求的提取物产品。

用于皂苷提取时，一步即可得到以下规格的产品：人参总皂苷95%以上，三七总皂苷95%以上，绞股蓝皂苷90%以上，人参、三七茎叶总皂苷90%以上。

经济和社会效益分析皂苷类中药在中药材中占有很大比重，皂苷类产品也多涉及到一些名贵的药材，因此对皂苷类的分离纯化也关系到中药现代化的未来。

研究表明，在中药的提取过程中，每增加一步工艺，所提取目标成分的损失大约在5%左右，每项目中的“一步法”提取，有效减少了工艺中的损耗，降低了成本。

更为重要的是，该方法可以通过简单的步骤，达到变废为宝的目的。

具初步调查研究，云南省目前种植三七 5.4×104pm，每年采收三七茎叶大约1500吨，仅有5%的茎叶被利用，大部分的资源被丢弃，目前市场上三七茎叶的售价大约为1-2万元/吨。

目前市场上以三七茎叶为原料生产的药品七叶安神和七叶安神片均为三七叶甙的初提物，茶冲剂、化妆品、保健品均为技术层次较低的产品，因此进一步开展对三七叶甙的提取研究具有较为广阔的应用前景，目前三七茎叶皂甙提取物的售价约在1500-2000元/公斤。

因此，该项目的产业化，将具有重大的社会和经济效益。

南开大学科技成果——高选择性吸附树脂生产及其应用技术项目简介吸附树脂是一类多孔性的高分子合成材料，由于合成过程中单体、交联剂、致孔剂等结构的变化以及合成控制方法的不同，使得吸附树脂的孔结构可有目的的调控，可以适应很多方面的应用要求。

针对分离纯化的目标产物分子结构特点，设计合成高选择性大孔吸附树脂，弥补现有商品化树脂的不足，所制备的提取物纯度可控，且可以制备高纯度提取物。

来自天然植物且具有显著生理活性等有效成分，是目前药用研究和开发的重要原料来源，特别是对于结构复杂而精妙的天然产物活性成分，从天然植物提纯化仍是其唯一有效的途径。

因此建立合适的分离纯化工艺、开发高效的分离材料就具有重要的意义。

此研究成果不仅丰富了现有吸附树脂的品种，也为天然的药用研究提供了重要的实验样品，其具有广泛的社会价值和经济效益。

南开大学形成了可对吸附树脂的结构进行设计及合成高选择性吸附树脂生产的产业化技术和应用技术：1、天然植物有效成分及单体分离纯化产业化技术在树脂骨架上引入特殊的功能基团，对天然植物中不同结构的有效成分具有高的吸附选择性。

用于黄酮类、生物碱类、皂甙类、内酯类、多酚类等提取和纯化。

已工业化的有银杏叶黄酮、甜菊糖、人参皂甙、三七皂甙、长春碱等提取技术。

建立了银杏叶提取物中黄酮和内酯的树脂法分离工艺，并进了银杏内酯冻干粉针剂的开发；分离了汉防己总生物碱中的两种单体生物碱－汉防己甲素和汉防己乙素，开发了汉防己甲素冻干粉针剂，并已取得国家食品药品监督管理局颁发的生产批件。

2、中药提取物农药残留及重金属的去除技术改变了树脂的传统致孔方法，合成了一类孔径较小且均匀的纳米级孔结构吸附树脂，既保持传统吸附树脂高吸附容量，又具备按照分子尺寸进行精确筛分的能力，用于分子尺寸较大的天然产物有效成分中分子较小的农药或重金属去除。

3、抗生素、维生素中间体的纯化技术合成的高孔隙率、孔径均匀的高比表面聚苯乙烯吸附树脂，明显改善了树脂的传质性能，吸附速度比现有的商品化树脂提高2-3倍，解吸率高于90%，树脂寿命大大延长。

南开大学科技成果——环状碳酸酯的制备新工艺基于人们对资源和环境问题的关注及实现可持续发展的社会需求，以消除污染、合理利用资源、实现可持续发展为目标的绿色化学已成为当前化学研究的热点和前沿。

二氧化碳作为一种典型的可再生资源，具有无毒、无腐蚀性、阻燃、化学惰性、大量存在于自然界中等特点和无溶剂残留而且对环境友好等优点；同时它也是一种温室气体，对它的资源化利用，还可以减轻环境负荷。

回收再利用的二氧化碳主要用于生产基本化工原料及具有应用价值的绿色化工产品。

目前，每年大约有110MT（百万吨）的二氧化碳用于化工产品的合成，如碳酸酯、酰胺、氨基甲酸酯等，具有很高的应用价值和广阔的市场前景。

基于资源和环境因素考虑，二氧化碳的化学转化与利用具有很高的应用价值和理论意义。

环状碳酸酯，如碳酸丙烯酯，仅用作高能电池及电容器的优良介质，世界市场需求量就达200-300万吨；酯交换法生产碳酸二甲酯的所需配套原料碳酸丙烯酯达数十万吨，而目前国内生产量仅在1000-2000吨，供不应求，市场前景十分广阔；随着社会对绿色环保的重视，许多工艺会被清洁、环境友好工艺所代替，必然进一步加大碳酸丙烯酯的市场需求。

因其下游产品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯的不断推广应用，其市场需求量还要不断增加。

碳酸丙烯酯是一种高效溶剂和优良抽提剂，性质稳定、无毒、纯的溶剂对碳钢设备没有腐蚀，它对高分子化合物具有良好的溶解能力。

目前最受人重视的是用来脱除天然气、石油裂解气、油田气、合成氨变换气中的二氧化碳和硫化氢，效果显著。

在电子工业上可作高能电池及电容器的优良介质，在高分子工业上可作聚合物的溶剂和增塑剂等。

也可以作油性溶剂以及烯烃和芳烃的萃取剂。

在纺织工业上可用作合成纤维的助剂和固定剂、纺丝溶剂或水溶剂染料颜料分散剂；此外，它还是一种用途极其广泛的有机合成原料和中间体。

国内外现状：利用二氧化碳与环氧化物加成反应合成环状碳酸酯，目前的研究主要集中在寻找高效均相催化剂以及非均相催化剂。

＊本项目1987年获国家自然科学二等奖;主要完成人为何炳林,张全兴,史作清,钱庭宝,陈洪彬,孙君坦,李效白。

大孔离子交换树脂及新型吸附树脂的结构与性能＊何炳林,史作清(南开大学高分子化学研究所,天津　300071) 摘要:该项研究发现了大孔交联聚苯乙烯型离子交换树脂的合成方法,研究了惰性溶剂的性质与树脂的孔结构、树脂的孔结构与树脂的性能、树脂的特性与用途等方面的关系。

在此基础上,研制出高强度、抗辐射、动力学性能优越的大孔型离子交换树脂,使其不仅能更好地应用于无机离子的交换,还开拓了在有机合成、制药等领域的催化、脱色、提纯等多方面的广泛应用。

在多孔性离子交换树脂的基础上,还研制出系列吸附树脂。

此类提取、分离材料,可以有不同的结构和不同的吸附性能,在天然产物的提取分离、抗菌素的提取、纯化、医疗、环境保护等领域有实际用途。

上述两类功能高分子材料在多家企业实现了产业化,为化工、制药、环保、医疗、分析等诸多行业提供了必要的材料,在国民经济的发展中发挥了重要作用。

关键词:大孔离子交换树脂;吸附树脂;合成;提取分离背景离子交换树脂由酚醛型到聚苯乙烯型的转变是一个质的飞跃,这使离子交换树脂的性能大幅度提高,品种成倍地增加,应用范围迅速扩大。

其中最引人注意的两个应用领域是纯水的制备和核燃料的提取,对世界经济、政治、军事的发展产生了巨大的影响。

用离子交换树脂脱盐是制备软化水和纯水最有效的方法,解决了锅炉用水对水质的严格要求问题,大大促进了化工企业、火电厂、医药、食品、电子、环保等行业的发展。

进入上世纪50年代以后,核技术和核能的利用成为世界性的科学、技术、经济、军事课题。

核燃料的生产,包括铀的提取和U 235的分离浓缩两项关键技术,成为由极少数国家控制的、许多国家积极开发的绝密技术。

前一项技术就是采用阴离子交换树脂从含量很低的矿石中将铀提取出来。

铀的特点是能与SO 42-形成带负电荷的络合物,可被交换到阴离子交换树脂上,从而与其它金属阳离子分离。