離子交換樹脂廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等許多領(lǐng)域。離子交換樹脂進(jìn)行交換、吸附、絡(luò)合，從而達(dá)到分離、提純、富集等效果。而動(dòng)物、植物、微生物及其代謝產(chǎn)物中的某種化學(xué)成分是天然藥物和天然食品添加劑的重要來(lái)源。下面就跟著小編一起了解離子交換樹脂吧！

由于這些有用的成分往往含量較低，并與許多其他化學(xué)成分共存，其提取分離是一項(xiàng)非常煩瑣而艱巨的工作。溶劑提取分離技術(shù)是天然產(chǎn)物提取分離的經(jīng)典技術(shù)，但溶劑耗量大，分離效率低，環(huán)境污染嚴(yán)重，操作..性差，因此一般僅適用于實(shí)驗(yàn)室小量樣品的制備，而不適用于大批量工業(yè)生產(chǎn)。隨著分離科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步，樹脂提取分離技術(shù)在天然產(chǎn)物提取分離中的應(yīng)用日漸增加。

一、離子交換樹脂法提取分離氨基酸

氨基酸為兩性化合物，含有可形成正離子的氨 基和可形成負(fù)離子的羧基。因此，陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂均可對(duì)其進(jìn)行分離和純化。天然氨基酸主要來(lái)源于蛋白質(zhì)水解液或微生物發(fā)酵液，隨其來(lái)源不同，體系中氨基酸的含量與半生雜質(zhì)的類型也有所區(qū)別，因而提取分離工藝也不盡相同。離子交換樹脂從蛋白質(zhì)水解液中提取分離氨基酸的工藝如下圖：

而自然界中尚存在大量的非蛋白氨酸，具有藥用價(jià)值的就有40余種。如美舌藻中的海人草酸、使君子種子中的使君子氨酸和南瓜子中的南瓜子氨酸，均具有驅(qū)蛔蟲作用的中草藥有效成分，均可用溫水、乙醇或乙酸的水溶液提取，樹脂進(jìn)行富集和純化而得到高純度的產(chǎn)品。

混合氨基酸一般在樹脂上分離純氨基酸組分，其分離原理是基于樹脂對(duì)不同氨基酸的選擇性。選擇性大小的順序?yàn)椋簤A性氨基酸＞中性氨基酸＞酸性氨基酸。當(dāng)解吸時(shí)，氨基酸流出順序正好相反，酸性氨基酸.先流出樹脂柱。決定氨基酸流出順序的另外一個(gè)因素是氨基酸側(cè)鏈的疏水性。

疏水性越大其在樹脂上的保留時(shí)間越長(zhǎng)。例如：中性氨基酸從專用樹脂流出順序?yàn)榻z氨酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。因?yàn)槠涫杷砸来卧鰪?qiáng)。

目前，用發(fā)酵法可生產(chǎn)谷氨酸、纈氨酸、賴氨酸、絲氨酸、異亮氨酸、精氨酸、組氨酸、脯氨酸、鳥氨酸和瓜氨酸等，陽(yáng)離子交換樹脂是從發(fā)酵液中提取分離氨基酸的理想分離材料。例如，黃化聚苯乙烯型陽(yáng)離子交換樹脂分離純化L-纈氨酸，專用樹脂分離L-賴氨酸，專用樹脂從等電點(diǎn)結(jié)晶母液中回收L-谷氨酸，均取得了比較好的效果。

二、離子交換樹脂法提取純化抗生素

在發(fā)酵液中，抗生素的濃度很低，提取時(shí)溶劑消耗高，效率低。利用離子交換樹脂可以選擇性地吸附分離多種離子型抗生素，不僅回收率高，而且產(chǎn)品純度好?？股胤肿又型卸喾N化學(xué)基團(tuán)，在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下容易發(fā)生化學(xué)變化，導(dǎo)致藥理活性喪失。

提取分離的離子交換樹脂或弱堿性陰離子交換樹脂。

偶爾用到強(qiáng)酸或強(qiáng)堿樹脂，通常也先將陽(yáng)離子交換樹脂轉(zhuǎn)化為Na+或NH4+，將陰離子交換樹脂轉(zhuǎn)化為Cl-型或SO42-型。

離子交換樹脂對(duì)抗生素離子有較大的選擇性，選擇系數(shù)比無(wú)機(jī)離子如Na+或Cl-等往往要高出1~3個(gè)數(shù)量級(jí)。

抗生素離子與離子交換樹脂能以多種鍵型發(fā)生吸附作用。除正常的離子靜電作用外，抗生素與樹脂骨架間的疏水作用、抗生素分子中極性基團(tuán)與樹脂上化學(xué)基團(tuán)的氫鍵或偶極鍵作用等對(duì)提高其選擇性起著重要作用?？股氐姆肿芋w積較大，大孔網(wǎng)狀樹脂有利于大分子的擴(kuò)散與吸附，有較大的吸附量。因此適于提取分離抗生素。

一些抗生素提取純化所用樹脂的類型可列舉為：弱酸樹脂分離碳霉素、金霉素、卡那霉素、丁胺卡那霉素、新霉素、粘桿霉素、桿菌肽、萬(wàn)古霉素、巴龍霉素、先鋒霉素、肉桂霉素、慶大霉素；弱堿樹脂分離先鋒霉素C；強(qiáng)堿樹脂分離新生霉素、土霉素；強(qiáng)堿樹脂分離（Cl-）肉瘤霉素；強(qiáng)酸樹脂分離春雷霉素、結(jié)核霉素、卷曲霉素、抗生素8510；強(qiáng)酸樹脂分離（Na+）；夾竹桃霉素、紅霉素。

三、離子交換樹脂法提取分離蛋白質(zhì)、酶和多肽

蛋白質(zhì)、酶和多肽是由α–氨基酸縮合而成的生物高分子。由于某些氨基酸殘基含有羧基或堿基，使這些生物高分子成為兩性物質(zhì)。蛋白質(zhì)和酶在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下不穩(wěn)定，強(qiáng)烈的疏水作用也會(huì)使其變性，因此所用的樹脂應(yīng)當(dāng)是親水的弱酸樹脂或弱堿樹脂。

例如，聚丙烯酸系列的弱酸樹脂，或者以纖維素、葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠為載體的弱酸或弱堿樹脂等均適用于生物高分子的分離與純化。

離子交換樹脂內(nèi)容不多，但是小編希望能對(duì)各位有所幫助。