吸附树脂对碘普罗胺纯化的工艺研究

钱 彬，舒 爽，俞永浩，陈 钢*

（1.台州学院医药化工与材料工程学院，浙江 台州 318000；2.浙江台州海神制药有限公司，浙江 临海 317016）

碘普罗胺（Iopromide），化学名为 N，N'-双（2，3-二羟基丙基） -2，4，6-三碘-5-［（ 2-甲氧基）乙酰胺基］-N-甲基-1，3-苯二甲酰胺，由德国先灵葆雅公司研制开发，商品名为ULTRAVIST（优维显），于1985年在德国首次上市。碘普罗胺为水溶性非离子型碘造影剂，具有水溶性大、黏度低、耐受性好、静脉注射毒性低等优点，常用于血管造影、CT增强扫描、数字减影血管造影、尿路造影及各种体腔造影[1-3]。

由于碘普罗胺为多羟基化合物，极性大，异构体多，纯化分离难度大。从1995年，国内碘普罗胺制剂开始生产以来，碘普罗胺原料药一直需要进口，没有实现国产化。关于碘普罗胺纯化工艺研究报道[4-6]较少，且较为简单，大都需通过树脂分离纯化。

为了筛选出能有效分离碘普罗胺的吸附树脂，本论文对五种常用树脂进行静态和动态吸附实验，比较了它们对碘普罗胺的吸附性能和解吸性能，筛选出了最佳树脂 LX-1600，并系统考察了LX-1600树脂对碘普罗胺的吸附及解吸的影响因素。确定了最佳实验条件，为分离纯化碘普罗胺提供实验依据。

1 实验部分

1.1 材料、试剂

树脂 LX-1600、LX-18、XDA-4、LX-20SS：西安蓝晓科技新材料股份有限公司；树脂PS：苏州纳微科技有限公司；碘普罗胺粗品：浙江台州海神制药有限公司；碘普罗胺对照品：中国药品生物制品检定所；色谱纯甲醇：天津市康科德科技有限公司；其他试剂均为市售分析纯试剂。

1.2 仪器

Agilent 1200高效液相色谱仪。

1.3 树脂预处理

取上述五种吸附树脂用无水乙醇浸泡24 h，再用纯化水洗至无乙醇味，接着用6%氢氧化钠溶液浸泡3 h，用纯化水洗至中性；再用6%盐酸浸泡3 h，用纯化水洗至中性后室温晾干，备用。

1.4 碘普罗胺含量的测定

1.4.1 色谱条件[7]

色谱柱：Kromasil 100-5-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相：甲醇/水=7.6/92.4（V/V）；流速：1.2 mL/min；检测波长：254 nm；柱温：20 ℃；进样量：10 μL。

1.4.2 碘普罗胺标准曲线的建立

用纯化水配置浓度为0.25 mg/mL、0.5 mg/mL、1.0 mg/mL、1.5 mg/mL、2.0 mg/mL 的碘普罗胺对照品溶液，按“1.4.1”项下色谱条件测定峰面积，见表1，拟合得此液相条件下的标准曲线方程为y=14659 x+104.63，R2=0.996 。

表1不同浓度碘普罗胺溶液的HPLC峰面积

1.5 树脂的筛选

1.5.1 静态吸附与解吸实验

准确称取五种干树脂各1 g，加入烧杯中，加入50 mL浓度为 1.5 mg/mL的碘普罗胺粗品溶液，封口。室温下磁力搅拌24 h，充分吸附后过滤，滤干。吸附完成后，分别加入50 mL 30%的乙醇水溶液，室温下磁力搅拌24 h，充分解吸后过滤，滤干，准确记录解吸液体积。用液相色谱仪分别测定吸附平衡后及解吸液中碘普罗胺的浓度。每种树脂在室温下的吸附量、解吸量、吸附率和解吸率分别按式（1）、式（2）、式（3） 和式（4）进行计算。

其中，Q1为吸附量（mg/g）；Q2为解吸量（mg/g）；A为吸附率；D为解吸率；C0与Ce分别为吸附前和平衡后碘普罗胺的浓度 （mg/mL）；Cd为解吸液中碘普罗胺的浓度 （mg/mL）；V为吸附溶液体积（mL）；Vd为解吸液体积（mL）；m 为干树脂的质量（g）。

1.5.2 动态吸附及解吸实验

量取20 mL预处理好的树脂装入玻璃柱中，以4 BV/h的流速将碘普罗胺粗品溶液通入树脂柱，进行动态吸附，每10 mL收集一管，用液相色谱仪测定洗出液中的碘普罗胺浓度。上样完成后，用30%乙醇溶液进行动态解吸，每10 mL收集一管，用液相色谱仪测定解吸液中的碘普罗胺浓度。

1.6 LX-1600大孔树脂吸附参数研究

1.6.1 样品液pH值对树脂吸附性能的影响

准确量取样品液50 mL，用0.5 mol/L的NaOH和0.5 mol/L的HCl溶液调节pH分别为5.0、6.0、7.0、8.0 后， 加入含有 1 g LX-1600 树脂的锥形瓶中，室温下磁力搅拌24 h后，用液相色谱仪测定吸附平衡后的碘普罗胺浓度，利用公式计算吸附量。

1.6.2 样品液浓度对树脂吸附性能的影响

配制浓度分别为 0.5 mg/mL、1.0 mg/mL、1.5 mg/mL的样品液，准确量取各样品液100 mL，加入含有预先处理好的1 g LX-1600树脂的锥形瓶中，室温下磁力搅拌，每十分钟取样一次，测定吸附平衡后的碘普罗胺浓度。

1.6.3 上样速度对树脂吸附性能的影响

量取预处理好的LX-1600树脂20 mL装入玻璃层析柱中，通入浓度为1.5 mg/mL的碘普罗胺粗品溶液，控制上样速度分别为2 BV/h、4 BV/h、8 BV/h进行动态吸附，收集流出液，每10 mL收集一管，用液相色谱仪测定流出液的碘普罗胺浓度。

1.6.4 洗脱速度对树脂洗脱性能的影响

量取预处理好的LX-1600树脂20 mL装入玻璃层析柱中，通入浓度为1.5 mg/mL的碘普罗胺100 mL，控制上样速度为4 BV/h，吸附完成后。用30%乙醇水溶液解吸，分别设定速度为3 BV/h、5 BV/h、9 BV/h，收集解吸液，用液相色谱仪测定其中的碘普罗胺浓度。

1.7 确定最佳解吸浓度

配置10%、20%、30%、40% 的乙醇水溶液各100 mL，解吸已吸附的 LX-1600树脂，收集并测定解吸液中的碘普罗胺浓度，确定最佳解吸浓度。

2 结果与讨论

2.1 树脂筛选结果

2.1.1 静态吸附和静态解吸实验结果

分别测定 LX-1600、LX-18、XDA-4、LX-20SS和PS五种树脂对碘普罗胺的静态吸附量和解吸率，结果见表2。由表2可以看出，XDA-4的吸附性能最差，LX-20SS最好；在30%乙醇溶液洗脱条件下，LX-1600解吸率最大。

表2 静态吸附中树脂对碘普罗胺的吸附量和解吸率

2.1.2 树脂动态吸附与解吸实验结果

根据静态吸附和解吸实验结果，选择LX-1600、PS、XDA-4三种树脂进行进一步动态吸附和解吸实验。从动态吸附实验结果看，三种树脂对碘普罗胺均有一定的吸附能力，XDA-4树脂吸附能力最差，LX-1600和PS吸附能力差不多，吸附性能从大到小依次为 LX-1600＞PS＞XDA-4，与静态吸附实验结果一致，结果见图1。

图1 三种树脂对碘普罗胺的吸附曲线

由图2可以看出，用30%乙醇溶液对吸附碘普罗胺的树脂进行解吸，LX-1600和 PS树脂洗脱高峰集中，无拖尾现象，解吸效果要明显优于XDA-4树脂。两者当中，又以LX-1600树脂洗脱峰较高，曲线较陡，相对于 PS更具有富集优势。三种树脂中，LX-1600树脂解吸效果最佳，XDA-4树脂解吸效果最差。

图2 三种树脂的解吸曲线

综合静态吸附和动态吸附实验结果，LX-1600树脂吸附能力尽管不是最大，但与吸附能力最大的LX-20SS树脂差别不大，而且具有最佳的解吸效果。故选用LX-1600树脂作为纯化碘普罗胺的专用树脂。

2.2 LX-1600大孔树脂吸附参数的研究

2.2.1 样品液pH对树脂吸附碘普罗胺性能的影响

1.5 mg/mL碘普罗胺粗品溶液的pH值为7.0，通过0.5 mol/L HCl调pH分别为5.0和6.0，通过0.5 mol/L NaOH调pH为8.0。从表3静态吸附实验结果来看，pH值对LX-1600大树脂吸附碘普罗胺的影响并不大，pH=7.0时，吸附量最大。后续实验如无特别说明，上样pH值均为7.0。

表3 样品溶液pH对树脂吸附能力的影响

2.2.2 样品液浓度对树脂吸附碘普罗胺性能的影响

从图3中可以看出，40 min后，3条曲线均已经趋于平缓，这说明树脂吸附已达到饱和，浓度越高，曲线越陡，树脂达到吸附饱和的时间越少；浓度越低，曲线越平缓，树脂达到吸附饱和的时间越长。提高上样浓度可以增加树脂的吸附量，从而提高吸附效率。本实验选用上样浓度为1.5 mg/mL。

图3 不同上样浓度下树脂的吸附效果

2.2.3 上样速度对树脂吸附性能的影响

由图4可知，随着流速增大，穿透时间缩短，曲线变陡，树脂的吸附效果会慢慢变差。当流速为8 BV/h时，30 mL之后就可以在流出液中检测到碘普罗胺，而流速为2 BV/h，直到50 mL之后才检测到。这是由于随着流速的升高，溶液中的碘普罗胺在树脂上停留时间变短，还没来得及被树脂吸附，便流出树脂，降低了树脂的吸附效率。但流速过慢，吸附时间过长，影响工作效率。综合考虑，本实验选择4 BV/h为上样流速。

图4 不同上样流速下树脂的吸附曲线

2.2.4 洗脱速度对树脂洗脱性能的影响

由图5可知，洗脱的速度越慢，洗脱峰就越尖锐，分离效果就越好。洗脱速度越快，效果越差，需要更多的洗脱液才能解析完全。当流速为9 BV/h时，最高峰显著降低，洗脱浓度高峰分散，60 mL之后仍有较浓的碘普罗胺。而当流速为3 BV/h时，解吸效果较好，洗脱高峰集中，洗脱40 mL，碘普罗胺从树脂中解吸基本完全。因此本实验选用3 BV/h为洗脱速度。

图5 不同洗脱速度下碘普罗胺的解吸曲线

2.3 确定解吸液的最佳浓度

表4表示了洗脱液乙醇浓度对 LX-1600树脂纯化碘普罗胺效果的影响。从中发现，随着乙醇浓度的增加，解吸率也随之提高，浓度大于30%时，解吸率趋于稳定。而较高浓度的乙醇解吸液也会使杂质解吸出来，而导致降低碘普罗胺纯度。采用25%乙醇水溶液动态解吸吸附饱和的LX-1600树脂，解吸率为91.0%，碘普罗胺溶液纯度从粗品溶液中的92.6%可提高至99.3%。因此，选用25%乙醇水溶液为解吸溶液。

表4不同浓度的乙醇水溶液解吸碘普罗胺效果

3 结论

（1）静态吸附和解吸实验结果表明五种吸附树脂对碘普罗胺的吸附性能大小关系为：LX-20SS>LX-18=LX-1600>PS>XDA-4。30%乙醇溶液解吸时，解吸率大小关系为：LX-1600>LX-18>XDA-4>LX-20SS>PS。动态吸附和解吸实验结果表明三种树脂LX-1600、PS、XDA-4中，LX-1600的吸附性能和解吸效果为最好。通过动静态吸附及解吸实验筛选出最优树脂为LX-1600。

（2）LX-1600树脂纯化碘普罗胺的最佳工艺条件为：样品液浓度为1.5 mg/mL，溶液pH为7.0，洗脱液为 25% 的乙醇水溶液，上样速度为4 BV/h，洗脱速度为 3 BV/h。纯化后，碘普罗胺纯度从92.6%提高至99.3%，解吸率为91.0%。