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原文传递厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的系统及方法

专利名称：	厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的系统及方法
摘要：	本发明提供了一种厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的系统及方法，其中系统包括第一离心处理装置、超声处理装置、钠型阳离子交换树脂、第二离心处理装置、过滤装置、固相萃取装置和高分辨率质谱仪。方法包括：(1)对含厌氧氨氧化污泥颗粒的泥水混合物进行离心和超声处理；(2)投加激活处理后的钠型阳离子交换树脂；(3)离心处理，对上清液进行过滤；(4)使固相萃取柱进行固相萃取；(5)对固相萃取柱进行淋洗，收集淋洗液；(6)使用高分辨率质谱仪检测淋洗液中的胞外聚合物。本发明利用高分辨率质谱仪对胞外聚合物进行检测，可在分子水平对胞外聚合物进行检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京工业大学
发明人：	张莉;刘耕源;杨嘉春;许可宸;王艺菲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910296664.X
公开号：	CN110057899A
代理机构：	北京中济纬天专利代理有限公司
代理人：	李涵
分类号：	G01N27/62(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	100124 北京市朝阳区平乐园100号
主权项：	1.厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的系统，其特征在于，包括：第一离心处理装置，对含厌氧氨氧化污泥颗粒的泥水混合物进行离心处理；超声处理装置，所述超声处理装置设置有冰水浴，所述泥水混合物完成离心处理后弃去上清液保留污泥样品；向所述污泥样品中补充磷酸缓冲溶液后置于所述冰水浴中进行超声处理；钠型阳离子交换树脂，所述钠型阳离子交换树脂经激活后投加至完成超声处理后的污泥样品混合液中；第二离心处理装置，对投加钠型阳离子交换树脂后的污泥样品混合液进行离心处理；过滤装置，对经所述第二离心处理装置离心处理后的上清液进行过滤得到胞外聚合物样品；固相萃取装置，对所述胞外聚合物样品进行固相萃取；高分辨率质谱仪，对完成萃取的所述固相萃取柱的淋洗液中的胞外聚合物进行检测。 2.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的系统，其特征在于，所述过滤装置设置有规格为0.22um的纤维素滤膜；所述固相萃取柱为C18固相萃取柱、PPL固相萃取柱和MAX固相萃取柱中的任意一种。 3.根据权利要求2所述的厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的系统，其特征在于，所述第一离心处理装置和第二离心处理装置中进行离心处理和所述超声处理装置进行超声处理以及投加所述钠型阳离子交换树脂的操作均是在同一个离心筒中进行。 4.根据权利要求3所述的厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的系统，其特征在于，与所述离心筒配套设置有树脂分离装置，所述树脂分离装置包括： V形筒，用于放置在离心筒内，所述V形筒的直径与所述离心筒的内径相吻合，所述V形筒的底面设置为沿竖直方向由上向下逐渐收缩的锥形底面，所述V形筒的顶面设置为与所述锥形底面平行的锥形顶面，在所述锥形底面上以及所述锥形顶面的一部分上设置有直径为0.5-0.8mm的网孔，在所述V形筒内填充有直径为1-1.5mm的玻璃球；树脂置放筒，用于放置在所述V形筒的上方，直径同样与所述离心筒的内径相吻合，所述树脂置放筒的底面与所述V形筒的锥形顶面相吻合，在所述树脂置放筒的底面的一部分上设置有网孔；在所述离心筒的内壁上设置有至少一条凹槽，所述凹槽沿所述离心筒的轴向设置且贯穿所述离心筒的顶面设置，在所述V形筒的外壁上设置有第一凸起，在所述树脂置放筒的外壁上设置有第二凸起，所述第一凸起和第二凸起均适宜于安装入所述凹槽中并沿凹槽滑动，当所述第一凸起和第二凸起均安装至所述凹槽中时，所述树脂置放筒的底面上的网孔与所述V形筒的所述锥形顶面上的网孔交错设置。 5.厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)厌氧氨氧化污泥颗粒的提取和预处理：取含厌氧氨氧化污泥颗粒的泥水混合物，离心处理后弃去上清液保留污泥样品；向所述污泥样品中补充磷酸缓冲溶液后置于冰水浴中进行超声处理； (2)向完成超声处理后的污泥样品混合液中投加激活处理后的钠型阳离子交换树脂，所述钠型阳离子交换树脂的投加量与所述污泥样品的质量比为60-90g/g； (3)厌氧氨氧化菌胞外聚合物的提取：对步骤(2)中投加钠型阳离子交换树脂后的污泥样品混合液进行离心处理，对所述上清液进行过滤，所得滤液即为胞外聚合物样品； (4)使用活化处理后的固相萃取柱对所述胞外聚合物样品进行固相萃取； (5)对完成萃取的所述固相萃取柱进行淋洗，收集淋洗液； (6)使用高分辨率质谱仪检测淋洗液中的胞外聚合物。 6.根据权利要求5所述的厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的方法，其特征在于，步骤(1)中进行离心处理时的离心力条件为1500-2500g，离心处理的时间为20-30min；向所述污泥样品中补充的磷酸缓冲溶液的pH值为6.8-7.2；进行所述超声处理的频率为20-25KHZ，功率范围为32w-40w，进行所述超声处理的时间为3min。 7.根据权利要求6所述的厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的方法，其特征在于，对所述钠型阳离子交换树脂进行激活处理的方法包括：第一步，用质量浓度为7％-9％的NaCl溶液浸泡14小时，水洗至中性；第二步，用质量浓度为4％-6％的HC1溶液浸泡5h,水洗至中性；第三步，用质量浓度为4％-6％的NaOH溶液浸泡5小时,水洗至中性。 8.根据权利要求7所述的厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的方法，其特征在于，步骤(2)中在投加所述激活处理后的钠型阳离子交换树脂前，先将所述激活处理后的钠型阳离子交换树脂置于磷酸盐缓冲液或者纯水中浸泡1h以上；并且在投加所述激活处理后的钠型阳离子交换树脂前，先对完成超声处理后的污泥样品混合液进行离心处理。 9.根据权利要求8所述的厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的方法，其特征在于，步骤(3)中进行离心处理时的离心力条件为4500-5500g，离心时间为20-30min；步骤(3)中将上清液过0.22um纤维素滤膜过滤。 10.根据权利要求9所述的厌氧氨氧化污泥胞外聚合物分子结构表征的方法，其特征在于，对所述固相萃取柱进行活化处理的方法为：先使用甲醇润洗所述固相萃取柱，再使用纯净水淋洗所述固相萃取柱。
所属类别：	发明专利