发酵工艺：大孔吸附树脂分离纯化发酵液中虫草素研究

大孔吸附树脂分离技术是20世纪60年代末发展起来的继离子交换树脂后的一项分离新技术，大孔吸附树脂是一类有机高聚物吸附剂。在化学结构上，它与离子交换树脂相似，它的吸附作用是通过表面吸附，具有选择性好，吸附容量大，机械强度高，再生处理方便，吸附速度快，解析容易等优点，而且这种高度交联、具有三维网状结构的高分子聚合物不溶于任何溶剂，在常温下十分稳定，使用过程中不会有任何物质释放出来，至于生产过程中残留的某些杂质完全可在使用前彻底清洗出来。

现在某些吸附树脂已用于血液灌流，清除血液中的有害物质，这种应用对吸附树脂的质量要求比针剂还要严格，所以用吸附树脂提取中药有效成分是非常安全的。国外最早用于废水处理，医药工业，化学工业，分析化学，临床检定和治疗等领域，我国主要用于医药工业药物及生物活性物质的提纯和中药化学成分的提取分离，是一种非常有效、工艺简单、生产成本较低的方法。

虫草素是一种核苷类抗菌素，具有抗菌、消炎、抗肿瘤、调节人体免疫功能等显著作用，现在美国将虫草素作为治疗白血病药物的研究已经进入期临床。北冬虫夏草是主要产虫草素的菌株，据研究表明，其深层发酵液中含有大量虫草素。目前常用的虫草素分离纯化方法主要有离子交换树脂吸附法、硅胶柱层析以及反相高效液相色谱法等。其中离子交换树脂吸附法需要用酸碱处理，后处理比较复杂，其他几种方法提取得率低，难以进行工业化生产。

通过对6种大孔树脂的静态吸附和解吸性能的研究，发现NKA-Ⅱ型大孔树脂是一种分离虫草素的理想树脂，吸附率大且易解吸，较适合北冬虫夏草发酵液中虫草素的纯化。NKA-Ⅱ型大孔树脂是极性树脂，对极性较强的虫草素吸附效果较好，这与大孔树脂的吸附原理是一致的。

大孔吸附树脂的吸附动力学研究对于目标产物的纯化工艺具有十分重要的意义，在实验室小试水平考查了静态和动态吸附工艺，发现树脂对虫草素的吸附是一种动态的缓慢的过程，这与树脂和样品液之间的接触有关，在静态吸附过程中对树脂进行搅拌，使树脂与目标化合物充分接触，并给与充分的吸附时间，提高吸附效率。且动态吸附的试验结果表明，上样流量与树脂吸附率成反比，但上样流量太慢会延长循环周期，不利于生产，因此在实际操作中可选用循环上样，以减少目标物的损失。另外，大孔吸附树脂的吸附作用主要是通过表面吸附、表面电性或形成氧键等，吸附达到饱和时，对化学成分的吸附作用减弱直至消失，此时化学成分即泄露流出。因此，考查树脂的吸附容量是十分必要。