一种柱层析硅胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了一种柱层析硅胶及其制备方法和应用。本发明专利技术的柱层析硅胶的粒径大小为25‑500μm，平均孔径为

【技术实现步骤摘要】
一种柱层析硅胶及其制备方法和应用
本专利技术涉及硅胶的
，特别是指一种柱层析硅胶及其制备方法和应用。
技术介绍
柱层析技术是在高效液相色谱的基础上建立的工业级制备与分离方法。柱层析技术也称柱色谱技术，是色谱技术在工业上用于物质分离、提纯或精制的重要方法。通常是将含有不同组分混合物质的溶液(液相)通过装有固定相(如柱层析硅胶)的色谱柱(也称层析柱或制备柱)，使液相中溶质的有效成分从混合状态中分离出来；或者是，将待精制的物质随着溶剂通过制备柱使其中的杂质组被固定相吸附以制取纯净物质；也可以是，使用固定相吸附所需要的物质组分(如尿液中吸附尿激酸)，然后，解吸，以得到目的产物。以柱层析硅胶为固定相的层析技术在某些方面有其不可取代的优势。对于某些挥发性较差的物质(高沸点化合物)、高分子化合物和热稳定性差、易分解的物质，更适合以硅胶为固定相进行分离和提纯。柱层析硅胶主要用于中草药、化学合成物质、生物活性物质有效成分的分离提纯，例如：通过吸附分离制取高纯物质、工业发酵过程吸附高分子蛋白物质、有机物质的脱水精制、食用植物油以及石油制品脱除杂质的吸附等。近些年来，柱层析硅胶在生物制药领域的应用发展很快，已知已经实现工业化生产制取的药物有青蒿素、紫杉醇、茄尼醇、茶多酚和儿茶素、辅酶Q10和尿激酸等。柱层析硅胶有很强的吸附选择性，能够有效的分离结构复杂而性质相近的物质和化学组成相同的同分异构体。硅胶的吸附选择性源于其表面性质(硅羟基)、高比表面和微孔分布。近年来，以大量获取纯物质和生物活性物质为目的的柱层析技术在诸多领域取得成功并引起高度重视。因而，适合柱层析技术要求且具有相适应微孔结构(比表面、孔容和孔径分布)的柱层析用硅胶作为固定相填料的生产和应用得到很大发展，柱层析硅胶的用量每年都有较大幅度的增长。柱层析硅胶在应用中，其粒度、粒度分布以及颗粒形态对柱效率都有显著影响。同时，由于层析过程中，被提取或分离的目标产物的化学性质、分子结构和分子量各不相同，需要对硅胶的孔径与孔径分布有正确的选择。在高纯物质的制备中，还要对硅胶的纯度进行更严格的控制。目前，现有技术中柱层析硅胶都是采用硫酸与泡花碱为原料进行生产的，将配制成一定浓度的硫酸和硅酸钠溶液，经过混合喷头反应生成溶胶，溶胶在老化槽内缩合老化成凝胶，凝胶经割胶机破碎成3-5cm的胶块，再用水冲入水洗罐洗涤(洗出胶块中残留的硫酸钠和硫酸)，水洗完毕之后进行烘干，然后，粉碎，包装。这种柱层析硅胶的生产过程中，因湿凝胶在水洗罐中是固定不动的，只有水洗用水在罐体之间串流；由于凝胶是多孔结构，胶块外部孔道内的硫酸钠和硫酸与胶块内部的硫酸钠和硫酸的洗出速度不一致，使胶块在水洗过程中存在水洗不均匀的问题；这种水洗后的胶块在烘干过程中易造成产品孔分布不均匀，不能作为柱层析固定相进行目标产物的分离提纯。另外，凝胶在经割胶机割胶过程中会产生小颗粒，小颗粒随3-5cm的胶块(称为大胶块)一同进入水洗罐之后，在大胶块水洗过程中小颗粒易随水流进入管道，造成管道堵塞；而且，相同条件下小颗粒洗涤速度比大胶块快，小颗粒也会影响整体水洗取样终点的判断和整体的产品均匀度。再者，大胶块经隧道或网带等烘干设备干燥，脱去水分之后再粉碎，干胶块骨架强度比湿胶块骨架强度结实，粉碎过程中耗电耗能较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种柱层析硅胶及其制备方法和应用，旨在解决现有技术中硅胶的生产方法水洗不均匀、容易堵塞管道、水洗终点判断有误以及能耗高造成孔分布不均匀从而限制了其在柱层析中的应用的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是这样实现的：在一个方面，本专利技术的一种柱层析硅胶，所述柱层析硅胶的粒径大小为25-500μm，所述柱层析硅胶的平均孔径为所述柱层析硅胶的孔容为0.5-1.0mL/g，所述柱层析硅胶的比表面积为300-700m2/g。本专利技术的柱层析硅胶粒径大小适宜，颗粒形态好，可以根据实际需要筛选一定粒径范围的柱层析硅胶进行使用；这种柱层析硅胶的平均孔径好，孔容大，孔分布均匀，满足了柱层析固定相对目标产物分离提纯的要求；这种柱层析硅胶比表面积大，使用效果好。在另一个方面，本专利技术的一种柱层析硅胶的制备方法，包括以下步骤：1)取质量浓度为20-45％的硫酸，备用；2)取质量浓度为15-25％的水玻璃，备用；3)将步骤1)所得的硫酸添加到步骤2)所得的混合物中，硫酸与水玻璃的质量比为2-3:5，于35-50℃下，反应2-120s，得硅酸凝胶；4)将步骤3)所得的硅酸凝胶造粒，得硅胶颗粒，硅胶颗粒的粒径为1-4mm；5)取均孔剂，添加到步骤4)所得的硅胶颗粒中，均孔剂的添加量为硅胶颗粒总质量的0.1-5％，均孔剂为柠檬酸盐、焦磷酸盐、亚硫酸盐、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、古尔胶、纤维素衍生物、硫代硫酸盐、脂肪酸聚乙二醇酯中的任意一种或几种，得混合物；6)将步骤5)所得的混合物水洗，水洗为逆流水洗，水洗温度为50-70℃，得湿硅胶，湿硅胶的pH值为6.5-7.5，湿硅胶的电导率小于3000uS/cm；7)将步骤6)所得的湿硅胶干燥，干燥温度为100-140℃，得硅胶，硅胶的相对湿度为5-30％。本专利技术的柱层析硅胶的制备方法中，先造粒再水洗，水洗颗粒大小均匀，洗涤速度一致，水洗均匀，水洗终点判断准确，也不会出现小颗粒随水流进入管道的现象，避免了管道堵塞；水洗过程中还添加了均孔剂，均孔剂在水洗过程中对硅胶颗粒的内孔结构进行调节，使其孔道定型；水洗过程中采用的是逆流水洗工艺，实现了动态水洗过程，水洗效率高；水洗之后直接干燥得硅胶，所得硅胶颗粒形态好，孔分布均匀，满足了柱层析固定相对目标产物分离提纯的要求，能耗低，操作方便，易于实现产业化。作为一种优选的实施方案，所述步骤5)中，均孔剂为柠檬酸钠、甲基戊醇和古尔胶按照质量比为1-2:2-3:1-3组成的混合物。本专利技术的这三种均孔剂成孔效果好，三者作用相互促进，相辅相成，成孔效果得到加强，在水洗过程中使硅胶颗粒的内孔结构彻底调节，孔道完整定型。作为一种优选的实施方案，所述步骤5)中，均孔剂为柠檬酸钠、甲基戊醇和古尔胶按照质量比为3:5:4组成的混合物。本专利技术的采用这三种均孔剂复合而成的复合均孔剂，有效深入到硅胶颗粒的孔道内部，对硅胶颗粒的孔洞进行彻底清洗，提高了硅胶颗粒的孔结构形态。作为一种优选的实施方案，所述步骤5)中，均孔剂为柠檬酸钠、甲基戊醇、古尔胶、纤维素衍生物、脂肪酸聚乙二醇酯按照质量比为1-2:2-3:1-3:1-2:2-3组成的混合物。本专利技术还可以选用柠檬酸钠、甲基戊醇、古尔胶、纤维素衍生物、脂肪酸聚乙二醇酯这五种均孔剂组成的复合均孔剂，这种复合均孔剂含有的官能团多，可以充分地与硅胶颗粒孔道内残留的硫酸钠和硫酸结合，并充分溶解于水中，从而对硅胶颗粒的内孔结构进行调整。作为一种优选的实施方案，所述步骤5)中，均孔剂为柠檬酸钠、甲基戊醇、古尔胶、纤维素衍生物、脂肪酸聚乙二醇酯按照质量比为3:5:4:2:4组成的混合物。本专利技术优选采用柠檬酸钠、甲基戊醇、古尔胶、纤维素衍生物、脂肪酸聚乙二醇酯这五种均孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱层析硅胶，其特征在于：/n所述柱层析硅胶的粒径大小为25-500μm，所述柱层析硅胶的平均孔径为

【技术特征摘要】
1.一种柱层析硅胶，其特征在于：
所述柱层析硅胶的粒径大小为25-500μm，所述柱层析硅胶的平均孔径为所述柱层析硅胶的孔容为0.5-1.0mL/g，所述柱层析硅胶的比表面积为300-700m2/g。


2.一种根据权利要求1所述的柱层析硅胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)取质量浓度为20-45％的硫酸，备用；
2)取质量浓度为15-25％的水玻璃，备用；
3)将步骤1)所得的硫酸添加到步骤2)所得的混合物中，硫酸与水玻璃的质量比为2-3:5，于35-50℃下，反应2-120s，得硅酸凝胶；
4)将步骤3)所得的硅酸凝胶造粒，得硅胶颗粒，硅胶颗粒的粒径为1-4mm；
5)取均孔剂，添加到步骤4)所得的硅胶颗粒中，均孔剂的添加量为硅胶颗粒总质量的0.1-5％，均孔剂为柠檬酸盐、焦磷酸盐、亚硫酸盐、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、古尔胶、纤维素衍生物、硫代硫酸盐、脂肪酸聚乙二醇酯中的任意一种或几种，得混合物；
6)将步骤5)所得的混合物水洗，水洗为逆流水洗，水洗温度为50-70℃，得湿硅胶，湿硅胶的pH值为6.5-7.5，湿硅胶的电导率小于3000uS/cm；
7)将步骤6)所得的湿硅胶干燥，干燥温度为100-140℃，得硅胶，硅胶的相对湿度为5-30％。


3.根据权利要求2所述的柱层析硅胶的制备方法，其特征在于：
所述步骤5)中，均孔剂为柠檬酸钠、甲基戊醇和古尔胶按照质量比为1-2:2-3:1-3组成的混合物。


4.根据权利要求3所述的柱层析硅胶的制备方法，其特征在于：
所述步骤5)中，均孔剂为柠檬酸钠、甲基戊醇和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永兆，李斌杰，
申请(专利权)人：青岛美高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37