凝胶吸附膜、梯度扩散装置及在人工甜味剂采样中的应用制造方法及图纸

本申请公开了凝胶吸附膜、梯度扩散装置及在人工甜味剂采样中的应用。凝胶吸附膜按以下方法制备：将吸附树脂填料加入到聚丙烯酰胺凝胶的聚合反应体系中，得到混合物体系；聚丙烯酰胺凝胶的聚合反应体系中包括丙烯酰胺单体、引发剂和催化剂；待混合物体系发生聚合反应后，将聚合反应后的体系冷却成形后形成凝胶吸附膜；吸附树脂填料为HLB填料、PWAX填料、WAX填料中的至少一种。本申请的梯度扩散装置内填充有凝胶吸附膜，可原位定量富集待测环境中的人工甜味剂，提供采样时间段内的人工甜味剂的时间加权平均浓度，采样结果更具有代表性；且不需要对待测环境中人工甜味剂浓度的测量结果进行校准，对待测环境中人工甜味剂的浓度估算更准确。更准确。更准确。

【技术实现步骤摘要】
凝胶吸附膜、梯度扩散装置及在人工甜味剂采样中的应用


[0001]本申请属于环境科学
，具体涉及凝胶吸附膜、梯度扩散装置及在人工甜味剂采样中的应用。

技术介绍

[0002]人工甜味剂(ASs)是一种人工合成或半合成的代替蔗糖的有机化合物，由于人工甜味剂普遍具有远高于蔗糖的甜度而被广泛应用于食品、饮料、药物、个人护理品产品。最早合成的ASs是糖精(SAC)，此后被合成的甜味剂依次是甜蜜素(CYC)和阿斯巴甜(ASP)，他们与糖精并称为第一代甜味剂；安赛蜜(ACE)和三氯蔗糖(SUC)分别于1967年和1976年被人工合成，因其难生物降解性被称为新一代甜味剂。作为一种无营养型食品添加剂，ASs在人体内几乎不被代谢，即在体内只产生极少热量，随着肥胖、糖尿病等问题越来越受到重视，ASs作为一种蔗糖的替代产品，其种类与应用也得到了迅速的发展，其中亚洲，尤其是中国，是ASs最大的生产和消费市场。因为ASs的广泛应用及其基本不参与人体代谢反应的特性，在生活污水处理系统和自然水体中检出ASs的报道屡见不鲜，这也造成了一定的担忧。一方面，部分研究指出摄取ASs可能会对人体产生一定的危害，如法国的一项研究指出，实验人群中肥胖和癌症等疾病与长期食用含ASs的食品可能有关。另一方面，ASs可能会对自然水体中小型动植物和微生物的生长活动造成影响，进而影响区域生态系统。因此，对生活污水系统和自然水体中的ASs的浓度和污染水平进行监测和研究，能为更好地了解ASs在水体中的来源、分布、迁移、转化及生态毒性效应提供数据支撑。
[0003]目前，对水体中ASs的采样方法主要是主动抓取采样和使用极性有机化合物整合采样技术(POCIS)进行被动采样。主动抓取采样只能提供特定采样时间的目标物质瞬时浓度，不能反映污染物浓度随时间的波动，不具有代表性。而POCIS采样器由于现场条件与实验室校准不同，必须对采样率进行现场校准，且水动力条件，如流速、温度和湍流，可能会影响采样率，从而导致对水体中目标物浓度估计的不确定性。而梯度扩散薄膜(diffusive gradients in thin
‑
films，DGT)技术是一种基于Fick
’
s第一扩散定律的高效被动采样技术，DGT技术可以原位定量富集待测污染物，测定采样时间段内穿过一定厚度扩散胶的待测物的时间加权平均(TWA)浓度，弥补了主动采样的不足。另外，DGT技术由于量化了目标物在扩散胶内的扩散过程，使其对水文条件改变不敏感，避免了由于现场水文条件变化带来的测定误差。
[0004]目前将DGT采样技术应用于极性有机化合物在自然水体中的检测技术较为缺乏，尤其是针对人工甜味剂的DGT采样技术仍为空白。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于克服现有技术的至少一方面的不足，提供一种凝胶吸附膜、梯度扩散装置及在人工甜味剂采样中的应用，以解决现有ASs的采样方法采样浓度不具有代表性以及对水体中ASs浓度估计不准确的技术问题。
[0006]为了实现上述申请目的，本申请的第一方面，提供了一种凝胶吸附膜，所述凝胶吸附膜按以下方法制备：
[0007]将吸附树脂填料加入到聚丙烯酰胺凝胶的聚合反应体系中，得到混合物体系；所述聚丙烯酰胺凝胶的聚合反应体系中包括丙烯酰胺单体、引发剂和催化剂；
[0008]待所述混合物体系发生聚合反应后，将所述聚合反应后的体系冷却成形后形成所述凝胶吸附膜；
[0009]所述吸附树脂填料为HLB(亲水亲脂平衡树脂)填料、PWAX(弱阴离子反相树脂)填料、WAX(混合型弱阴离子树脂)填料中的至少一种。
[0010]进一步地，所述吸附树脂填料为经过甲醇和超纯水清洗和活化处理后的。
[0011]进一步地，所述引发剂为过硫酸铵；和/或所述催化剂为四甲基乙二胺。
[0012]进一步地，所述聚合反应的温度为45～47℃，聚合反应的时间为40～45min。
[0013]本申请的第二方面，提供了一种梯度扩散装置，包括上述任一项所述的凝胶吸附膜、扩散膜、保护膜和封装外壳，所述保护膜、所述扩散膜和所述凝胶吸附膜依次层叠设置在所述封装外壳内，所述保护膜设置在所述封装外壳的敞口端一侧。
[0014]进一步地，所述扩散膜为琼脂凝胶膜。
[0015]进一步地，所述保护膜为PTFE亲水滤膜。
[0016]本申请的第三方面，提供了一种凝胶吸附膜在人工甜味剂采样中的应用，将所述凝胶吸附膜置于含人工甜味剂的待测环境中，使得所述凝胶吸附膜吸附待测环境中的人工甜味剂。
[0017]本申请的第四方面，提供了一种梯度扩散装置在人工甜味剂采样中的应用，将所述梯度扩散装置置于含人工甜味剂的待测环境中，使得所述梯度扩散装置吸附待测环境中的人工甜味剂。
[0018]与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：
[0019]本申请的一种凝胶吸附膜对待测环境中的人工甜味剂具有优异的吸附性，可高效吸附待测环境中的人工甜味剂。
[0020]本申请的一种梯度扩散装置内填充有可高效吸附待测环境中人工甜味剂的凝胶吸附膜，可原位定量富集待测环境中的人工甜味剂，提供采样时间段内的人工甜味剂的时间加权平均浓度，采样结果更具有代表性；且不需要对待测环境中人工甜味剂浓度的测量结果进行校准，对待测环境中人工甜味剂的浓度估算更准确。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请实施例提供的一种梯度扩散装置的结构示意图；
[0023]图2为本申请实施例2提供的WAX
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DGT装置对ASs的吸附质量与吸附时间的关系图；
[0024]图3为本申请实施例3提供的WAX
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DGT装置定量测量自然水体中ASs的吸附质量与吸附时间的关系图。
[0025]图中，1、凝胶吸附膜，2、扩散膜，3、保护膜，4、封装外壳。
具体实施方式
[0026]为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0027]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0028]本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b，或c中的至少一项(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凝胶吸附膜，其特征在于，所述凝胶吸附膜按以下方法制备：将吸附树脂填料加入到聚丙烯酰胺凝胶的聚合反应体系中，得到混合物体系；所述聚丙烯酰胺凝胶的聚合反应体系中包括丙烯酰胺单体、引发剂和催化剂；待所述混合物体系发生聚合反应后，将所述聚合反应后的体系冷却成形后形成所述凝胶吸附膜；所述吸附树脂填料为HLB填料、PWAX填料、WAX填料中的至少一种。2.如权利要求1所述的一种凝胶吸附膜，其特征在于，所述吸附树脂填料为经过甲醇和超纯水清洗和活化处理后的。3.如权利要求1所述的一种凝胶吸附膜，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵；和/或所述催化剂为四甲基乙二胺。4.如权利要求1～3任一项所述的一种凝胶吸附膜，其特征在于，所述聚合反应的温度为45～47℃，聚合反应的时间为40～45min。5.一种梯度扩散装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，钱喆，祁士华，韦兆阳，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：