[發明專利]一種基于離子交換技術富集純化水中亞硝胺前體物的方法

有效

• 申請號: 201610309222.0
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN106018632B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 陳超;李士翔;貝爾;張曉健;汪雋
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06;G01N30/08;G01N30/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 樓艮基

技術領域

本發明涉及一種水中亞硝胺前體物的前處理富集純化方法，屬于分析化學領域。

背景技術

亞硝胺是一類新興消毒副產物。目前，已經研究確認了二甲基亞硝胺(NDMA)、二乙基亞硝胺(NDEA)、二丙基亞硝胺(NDPA)等9種亞硝胺可以可能在自來水、污水和再生水消毒處理過程中產生。水處理中常用的氯胺消毒劑可以與亞硝胺前體物反應生成較高濃度的亞硝胺，游離氯、臭氧等消毒劑或氧化劑也能與前體物反應生成亞硝胺。飲用水中亞硝胺濃度水平雖然一般只有幾至幾十ng/L，但是仍然具有較強的致癌風險。NDMA等亞硝胺物質由于分子量小、極性強，在水中性質十分穩定，一旦在消毒過程形成，難以被化學氧化、生物處理去除。相對于極難去除的亞硝胺類物質，其前體物具有二烷基胺特征官能團，比較容易被水處理工藝去除。

不過亞硝胺類消毒副產物前體物的種類很多，來源復雜，目前已知的前體物有近百種，例如二甲胺、二甲基苯胺、雷尼替丁等，部分含氮藥品、凈水藥劑、污水廠出水、生活污水等對亞硝胺的生成貢獻也很高。同時，亞硝胺前體物的濃度水平較低，一般在幾十至幾千ng/L，給亞硝胺消前體物質的識別、解析和去除帶來了很大難度。因此，在水處理研究和工程實踐中，技術人員迫切需要一種水中亞硝胺前體物的濃縮富集技術。

根據前期研究成果，亞硝胺前體物由可質子化的二烷基胺官能團和非極性末端組成，在中性或偏酸性條件下二烷基官能團能夠帶正電，與陽離子交換材料發生靜電作用。這使得陽離子交換成為一種針對于亞硝胺前體物的高效選擇性富集前處理手段。選擇陽離子交換固相萃取技術，采取適當調節pH值、吸附、洗脫等步驟能夠實現對帶正電目標前體物的分離、純化、濃縮。對洗脫液進行后續分析，能夠得到水樣中亞硝胺前體物的相關信息。

目前與使用離子交換純化、富集目標有機物相關的專利申請包括：

(1)采用二次離子交換提純甜菊糖甙的方法(申請號：200910115113.5)，該發明公開了一種采用二次離子交換提純甜菊糖甙的方法，將甜菊葉經預處理、脫鹽、吸附、解析、脫色、離子交換、蒸發濃縮、二次離子交換、蒸汽除菌過濾、噴霧干燥等工序制得甜菊糖甙產品。該方法在噴霧干燥工序前，對蒸發濃縮后的濃縮液進行離子交換深度除雜，避免了因有機溶劑的干擾而導致離子交換樹脂交換除雜能力降低的可能，使離子交換樹脂能充分發揮其除雜的功能與優點，產品含甙量達到90％，比吸光度≤0.04。

該申請利用離子交換來提取食品中有效成分，制備產品，與本申請“一種基于離子交換技術富集水中亞硝胺前體物的方法”在處理對象、技術手段、服務行業等方面都不相同。

(2)用離子交換層析純化蛋白質(申請號：200810108753.9)，該發明公開一種用離子交換層析純化多肽的方法。該方法將包含有多肽和污染物的組合物加到陽離子交換樹脂上，然后依次使用不同pH值和電導率的緩沖洗液去洗滌陽離子交換劑，從而得到所需要的目標多肽。

該申請利用離子交換層析技術實現蛋白質的提純，與本申請“一種基于離子交換技術富集水中亞硝胺前體物的方法”在處理對象、技術手段、服務行業等方面都不相同。

(3)采用陰離子交換劑分離純化銀杏酸的方法(申請號：200910111514.3)，該發明提供一種采用陰離子交換劑分離純化銀杏酸的方法。對含有銀杏酸的料液，在非酸性條件下用陰離子交換劑離子交換銀杏酸至飽和，先用水洗去未與交換劑發生離子交換的殘留料液，再用親水性有機溶劑水溶液洗去與交換劑親和力較銀杏酸弱的雜質，最后用含有一定濃度陰離子的親水性有機溶劑水溶液洗脫銀杏酸，洗脫液調pH值后，經減壓回收溶劑、真空濃縮、干燥成銀杏酸成品。本發明構思新穎，工藝簡單，提取效率高，生產成本低，具有較大推廣性。

該申請使用陰離子交換樹脂實現目標有機物的提純，與本申請“一種基于離子交換技術富集水中亞硝胺前體物的方法”在處理對象、技術手段方面都不相同。

(4)陽離子交換樹脂分離純化氯化兩面針堿的方法(申請號：201010100732.X)，該發明公開了一種陽離子交換樹脂分離純化氯化兩面針堿的方法。它按以下步驟操作：(1)將兩面針飲片粉碎后，與溶劑混合回流提取；(2)所得提取液過濾后，用酸堿調節樣品液的pH值，經對氯化兩面針堿有專屬性吸附的陽離子樹脂動態或靜態吸附，用有機酸，或無機酸與有機溶劑的混合液解吸附，解吸液經離心后得到氯化兩面針堿沉淀，解吸附后的樹脂經解吸附劑沖洗后復用。本發明分離氯化兩面針堿快速、高效，其轉移率可達85％以上，結晶純度＞90％；并可有效降低成本和減少環境污染。