吸附樹脂對碘普羅胺純化的工藝研究

錢 彬，舒 爽，俞永浩，陳 鋼*

（1.臺州學院醫藥化工與材料工程學院，浙江 臺州 318000；2.浙江臺州海神制藥有限公司，浙江 臨海 317016）

碘普羅胺（Iopromide），化學名為 N，N'-雙（2，3-二羥基丙基） -2，4，6-三碘-5-［（ 2-甲氧基）乙酰胺基］-N-甲基-1，3-苯二甲酰胺，由德國先靈葆雅公司研制開發，商品名為ULTRAVIST（優維顯），于1985年在德國首次上市。碘普羅胺為水溶性非離子型碘造影劑，具有水溶性大、黏度低、耐受性好、靜脈注射毒性低等優點，常用于血管造影、CT增強掃描、數字減影血管造影、尿路造影及各種體腔造影[1-3]。

由于碘普羅胺為多羥基化合物，極性大，異構體多，純化分離難度大。從1995年，國內碘普羅胺制劑開始生產以來，碘普羅胺原料藥一直需要進口，沒有實現國產化。關于碘普羅胺純化工藝研究報道[4-6]較少，且較為簡單，大都需通過樹脂分離純化。

為了篩選出能有效分離碘普羅胺的吸附樹脂，本論文對五種常用樹脂進行靜態和動態吸附實驗，比較了它們對碘普羅胺的吸附性能和解吸性能，篩選出了最佳樹脂 LX-1600，并系統考察了LX-1600樹脂對碘普羅胺的吸附及解吸的影響因素。確定了最佳實驗條件，為分離純化碘普羅胺提供實驗依據。

1 實驗部分

1.1 材料、試劑

樹脂 LX-1600、LX-18、XDA-4、LX-20SS：西安藍曉科技新材料股份有限公司；樹脂PS：蘇州納微科技有限公司；碘普羅胺粗品：浙江臺州海神制藥有限公司；碘普羅胺對照品：中國藥品生物制品檢定所；色譜純甲醇：天津市康科德科技有限公司；其他試劑均為市售分析純試劑。

1.2 儀器

Agilent 1200高效液相色譜儀。

1.3 樹脂預處理

取上述五種吸附樹脂用無水乙醇浸泡24 h，再用純化水洗至無乙醇味，接著用6%氫氧化鈉溶液浸泡3 h，用純化水洗至中性；再用6%鹽酸浸泡3 h，用純化水洗至中性后室溫晾干，備用。

1.4 碘普羅胺含量的測定

1.4.1 色譜條件[7]

色譜柱：Kromasil 100-5-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動相：甲醇/水=7.6/92.4（V/V）；流速：1.2 mL/min；檢測波長：254 nm；柱溫：20 ℃；進樣量：10 μL。

1.4.2 碘普羅胺標準曲線的建立

用純化水配置濃度為0.25 mg/mL、0.5 mg/mL、1.0 mg/mL、1.5 mg/mL、2.0 mg/mL 的碘普羅胺對照品溶液，按“1.4.1”項下色譜條件測定峰面積，見表1，擬合得此液相條件下的標準曲線方程為y=14659 x+104.63，R2=0.996 。

表1不同濃度碘普羅胺溶液的HPLC峰面積

1.5 樹脂的篩選

1.5.1 靜態吸附與解吸實驗

準確稱取五種干樹脂各1 g，加入燒杯中，加入50 mL濃度為 1.5 mg/mL的碘普羅胺粗品溶液，封口。室溫下磁力攪拌24 h，充分吸附后過濾，濾干。吸附完成后，分別加入50 mL 30%的乙醇水溶液，室溫下磁力攪拌24 h，充分解吸后過濾，濾干，準確記錄解吸液體積。用液相色譜儀分別測定吸附平衡后及解吸液中碘普羅胺的濃度。每種樹脂在室溫下的吸附量、解吸量、吸附率和解吸率分別按式（1）、式（2）、式（3） 和式（4）進行計算。

其中，Q1為吸附量（mg/g）；Q2為解吸量（mg/g）；A為吸附率；D為解吸率；C0與Ce分別為吸附前和平衡后碘普羅胺的濃度 （mg/mL）；Cd為解吸液中碘普羅胺的濃度 （mg/mL）；V為吸附溶液體積（mL）；Vd為解吸液體積（mL）；m 為干樹脂的質量（g）。

1.5.2 動態吸附及解吸實驗

量取20 mL預處理好的樹脂裝入玻璃柱中，以4 BV/h的流速將碘普羅胺粗品溶液通入樹脂柱，進行動態吸附，每10 mL收集一管，用液相色譜儀測定洗出液中的碘普羅胺濃度。上樣完成后，用30%乙醇溶液進行動態解吸，每10 mL收集一管，用液相色譜儀測定解吸液中的碘普羅胺濃度。

1.6 LX-1600大孔樹脂吸附參數研究

1.6.1 樣品液pH值對樹脂吸附性能的影響

準確量取樣品液50 mL，用0.5 mol/L的NaOH和0.5 mol/L的HCl溶液調節pH分別為5.0、6.0、7.0、8.0 后， 加入含有 1 g LX-1600 樹脂的錐形瓶中，室溫下磁力攪拌24 h后，用液相色譜儀測定吸附平衡后的碘普羅胺濃度，利用公式計算吸附量。

1.6.2 樣品液濃度對樹脂吸附性能的影響

配制濃度分別為 0.5 mg/mL、1.0 mg/mL、1.5 mg/mL的樣品液，準確量取各樣品液100 mL，加入含有預先處理好的1 g LX-1600樹脂的錐形瓶中，室溫下磁力攪拌，每十分鐘取樣一次，測定吸附平衡后的碘普羅胺濃度。

1.6.3 上樣速度對樹脂吸附性能的影響

量取預處理好的LX-1600樹脂20 mL裝入玻璃層析柱中，通入濃度為1.5 mg/mL的碘普羅胺粗品溶液，控制上樣速度分別為2 BV/h、4 BV/h、8 BV/h進行動態吸附，收集流出液，每10 mL收集一管，用液相色譜儀測定流出液的碘普羅胺濃度。

1.6.4 洗脫速度對樹脂洗脫性能的影響

量取預處理好的LX-1600樹脂20 mL裝入玻璃層析柱中，通入濃度為1.5 mg/mL的碘普羅胺100 mL，控制上樣速度為4 BV/h，吸附完成后。用30%乙醇水溶液解吸，分別設定速度為3 BV/h、5 BV/h、9 BV/h，收集解吸液，用液相色譜儀測定其中的碘普羅胺濃度。

1.7 確定最佳解吸濃度

配置10%、20%、30%、40% 的乙醇水溶液各100 mL，解吸已吸附的 LX-1600樹脂，收集并測定解吸液中的碘普羅胺濃度，確定最佳解吸濃度。

2 結果與討論

2.1 樹脂篩選結果

2.1.1 靜態吸附和靜態解吸實驗結果

分別測定 LX-1600、LX-18、XDA-4、LX-20SS和PS五種樹脂對碘普羅胺的靜態吸附量和解吸率，結果見表2。由表2可以看出，XDA-4的吸附性能最差，LX-20SS最好；在30%乙醇溶液洗脫條件下，LX-1600解吸率最大。

表2 靜態吸附中樹脂對碘普羅胺的吸附量和解吸率

2.1.2 樹脂動態吸附與解吸實驗結果

根據靜態吸附和解吸實驗結果，選擇LX-1600、PS、XDA-4三種樹脂進行進一步動態吸附和解吸實驗。從動態吸附實驗結果看，三種樹脂對碘普羅胺均有一定的吸附能力，XDA-4樹脂吸附能力最差，LX-1600和PS吸附能力差不多，吸附性能從大到小依次為 LX-1600＞PS＞XDA-4，與靜態吸附實驗結果一致，結果見圖1。

圖1 三種樹脂對碘普羅胺的吸附曲線

由圖2可以看出，用30%乙醇溶液對吸附碘普羅胺的樹脂進行解吸，LX-1600和 PS樹脂洗脫高峰集中，無拖尾現象，解吸效果要明顯優于XDA-4樹脂。兩者當中，又以LX-1600樹脂洗脫峰較高，曲線較陡，相對于 PS更具有富集優勢。三種樹脂中，LX-1600樹脂解吸效果最佳，XDA-4樹脂解吸效果最差。

圖2 三種樹脂的解吸曲線

綜合靜態吸附和動態吸附實驗結果，LX-1600樹脂吸附能力盡管不是最大，但與吸附能力最大的LX-20SS樹脂差別不大，而且具有最佳的解吸效果。故選用LX-1600樹脂作為純化碘普羅胺的專用樹脂。

2.2 LX-1600大孔樹脂吸附參數的研究

2.2.1 樣品液pH對樹脂吸附碘普羅胺性能的影響

1.5 mg/mL碘普羅胺粗品溶液的pH值為7.0，通過0.5 mol/L HCl調pH分別為5.0和6.0，通過0.5 mol/L NaOH調pH為8.0。從表3靜態吸附實驗結果來看，pH值對LX-1600大樹脂吸附碘普羅胺的影響并不大，pH=7.0時，吸附量最大。后續實驗如無特別說明，上樣pH值均為7.0。

表3 樣品溶液pH對樹脂吸附能力的影響

2.2.2 樣品液濃度對樹脂吸附碘普羅胺性能的影響

從圖3中可以看出，40 min后，3條曲線均已經趨于平緩，這說明樹脂吸附已達到飽和，濃度越高，曲線越陡，樹脂達到吸附飽和的時間越少；濃度越低，曲線越平緩，樹脂達到吸附飽和的時間越長。提高上樣濃度可以增加樹脂的吸附量，從而提高吸附效率。本實驗選用上樣濃度為1.5 mg/mL。

圖3 不同上樣濃度下樹脂的吸附效果

2.2.3 上樣速度對樹脂吸附性能的影響

由圖4可知，隨著流速增大，穿透時間縮短，曲線變陡，樹脂的吸附效果會慢慢變差。當流速為8 BV/h時，30 mL之后就可以在流出液中檢測到碘普羅胺，而流速為2 BV/h，直到50 mL之后才檢測到。這是由于隨著流速的升高，溶液中的碘普羅胺在樹脂上停留時間變短，還沒來得及被樹脂吸附，便流出樹脂，降低了樹脂的吸附效率。但流速過慢，吸附時間過長，影響工作效率。綜合考慮，本實驗選擇4 BV/h為上樣流速。

圖4 不同上樣流速下樹脂的吸附曲線

2.2.4 洗脫速度對樹脂洗脫性能的影響

由圖5可知，洗脫的速度越慢，洗脫峰就越尖銳，分離效果就越好。洗脫速度越快，效果越差，需要更多的洗脫液才能解析完全。當流速為9 BV/h時，最高峰顯著降低，洗脫濃度高峰分散，60 mL之后仍有較濃的碘普羅胺。而當流速為3 BV/h時，解吸效果較好，洗脫高峰集中，洗脫40 mL，碘普羅胺從樹脂中解吸基本完全。因此本實驗選用3 BV/h為洗脫速度。

圖5 不同洗脫速度下碘普羅胺的解吸曲線

2.3 確定解吸液的最佳濃度

表4表示了洗脫液乙醇濃度對 LX-1600樹脂純化碘普羅胺效果的影響。從中發現，隨著乙醇濃度的增加，解吸率也隨之提高，濃度大于30%時，解吸率趨于穩定。而較高濃度的乙醇解吸液也會使雜質解吸出來，而導致降低碘普羅胺純度。采用25%乙醇水溶液動態解吸吸附飽和的LX-1600樹脂，解吸率為91.0%，碘普羅胺溶液純度從粗品溶液中的92.6%可提高至99.3%。因此，選用25%乙醇水溶液為解吸溶液。

表4不同濃度的乙醇水溶液解吸碘普羅胺效果

3 結論

（1）靜態吸附和解吸實驗結果表明五種吸附樹脂對碘普羅胺的吸附性能大小關系為：LX-20SS>LX-18=LX-1600>PS>XDA-4。30%乙醇溶液解吸時，解吸率大小關系為：LX-1600>LX-18>XDA-4>LX-20SS>PS。動態吸附和解吸實驗結果表明三種樹脂LX-1600、PS、XDA-4中，LX-1600的吸附性能和解吸效果為最好。通過動靜態吸附及解吸實驗篩選出最優樹脂為LX-1600。

（2）LX-1600樹脂純化碘普羅胺的最佳工藝條件為：樣品液濃度為1.5 mg/mL，溶液pH為7.0，洗脫液為 25% 的乙醇水溶液，上樣速度為4 BV/h，洗脫速度為 3 BV/h。純化后，碘普羅胺純度從92.6%提高至99.3%，解吸率為91.0%。