专利示意图
一、技术领域
环境科学领域
二、专利介绍
1.专利信息
专利类型：发明
专利权人：清华大学深圳国际研究生院
申请号：202310812431.7
发明人：吴乾元、卢遥、王文龙、胡洪营
2.专利说明书摘要
本发明公开了一种同位素标记选择性识别含氮副产物的方法，包括：S1、分别在原始水样中加14N化合物和15N标记化合物，得相同浓度的14N和15N储备液，将pH值调至7.00±0.05，并用磷酸盐缓冲液使pH稳定，得含14N的第一样品溶液、含15N的第二样品溶液；S2、对第一和第二样品溶液进行完全氧化或消毒后，收集有机物；S3、分别将有机物溶解在溶剂中，得14N样品和15N样品，采集高分辨液质数据，并采集原始水样的高分辨液质数据；S4、对三组液质数据进行自动解析比对，当同时满足以下三个条件时，确定水样中新生成了含氮副产物：1）在14N样品和15N样品中检测到每个氮原子的质量差为（0.99704 ±10ppm）Da的两组峰；2）两组峰的保留时间差值在0.10分钟以下；3）在原始水样中未检测到该峰。
3.创新点
（1）本发明涉及环境科学领域，针对从水环境样本上万个化合物中精准识别出含氮副产物的技术难点，发明了一种基于稳定同位素标记和高分辨质谱法的追踪方法，可对复杂环境体系中的含氮副产物进行非靶向识别；
（2）该方法基于同位素标记技术，通过在水样中添加特定的15N标记化合物，使得含氮副产物在质谱分析中得到更好的分离和识别；
（3）该方法结合了固相萃取、高分辨质谱和组学软件解析技术，能够快速、准确地确定水样中含氮副产物的组成特征，且本方法精度高于已有同类方法，为水质监测和环境保护提供了一种有效的工具。
4.痛点问题
（1）选择性识别：传统的方法可能无法准确、选择性地识别含氮副产物。该专利提出的方法利用同位素标记实现了更高的选择性识别能力；
（2）含氮副产物分析：含氮副产物可能在复杂的混合物中存在，使得其准确分析变得困难。该方法利用同位素标记技术，能够准确地识别和分析含氮副产物；
（3）分析灵敏度：某些含氮副产物可能存在于低浓度下，难以被传统分析方法检测到。该专利提出的方法通过同位素标记的增强效应，提高了分析的灵敏度；
（4）实验效率：传统的分析方法可能需要复杂的操作步骤和长时间的分析过程。该方法利用同位素标记技术，结合组学软件解析，提高了分析的效率和速度。
5.技术优势
（1）技术差异：本专利提出了一种基于同位素标记选择性识别含氮副产物的方法，通过同位素标记技术结合高分辨质谱分析和组学软件解析，实现了对复杂水环境样本中含氮副产物的准确识别。相比传统方法，这种技术差异能够克服当前存在的识别困难；
（2）高效准确：本专利的方法利用稳定同位素标记的化合物，能够显著提高对含氮副产物的识别和测量的准确性和可靠性。同时，借助高分辨质谱和组学软件解析，能够快速获取含氮副产物的分子量、化学式以及可能的结构信息；
（3）技术成本：相较于传统方法，本专利的方法在技术成本方面具有优势。同位素标记技术和高分辨质谱设备已经在许多实验室中得到广泛应用，因此在设备和耗材方面的成本可能已经降低。此外，相较于其他复杂的分析方法，本专利的方法能够提供更快速、高效的分析结果，进一步降低了实验室操作和人力成本；
（4）市场空白：本专利填补了针对含氮副产物选择性识别的市场空白。在水质监测和环境保护领域，对于准确识别和监测水中副产物至关重要。本专利提供了一种有效的工具，能够快速、准确地确定水样中含氮副产物的组成特征，满足了市场需求。
三、产业化信息
1.应用场景
（1）水质监测：该专利技术可用于水质监测机构或实验室中，用于检测水样中的含氮副产物。通过使用同位素标记和高分辨质谱分析技术，能够对复杂水环境中的含氮副产物进行准确识别，从而评估水质的安全性和合规性；
（2）环境保护：在环境保护领域，该技术可应用于污水处理厂、工业废水处理以及自然水体的监测和评估。通过选择性识别含氮副产物，可以及时发现并控制氧化或消毒过程中产生的有毒或有害物质，保护环境和生态系统的健康；
（3）饮用水处理：在饮用水处理过程中，添加氨氮以抑制高风险副产物的生成是常见的控制措施。该专利技术可应用于饮用水处理厂，通过选择性识别含氮副产物，实时监测水中副产物的生成情况，提高水质的安全性和可靠性；
（4）总之，该专利技术的应用场景涵盖了水质监测、环境保护和饮用水处理等领域。通过选择性识别含氮副产物，该技术可以帮助实验室、水质监测机构和水处理厂等单位准确评估水质状况，及时发现并控制有害物质的生成，从而保护人类健康和环境的安全。
2.商业价值
在不同应用场景下，可能使用该技术的行业包括：
（1）环境监测与测试行业：该技术可以用于水质监测、废水处理和环境保护等领域。环境监测机构、水质监测实验室以及环保部门等行业可以采用该技术来提高水样分析的准确性和可靠性；
（2）水处理行业：在饮用水处理和工业废水处理领域，该技术可以应用于水质安全控制和副产物监测。水处理设备制造商、水务公司和饮用水供应商等行业可以采用该技术来提高水质处理过程中的副产物控制和管理能力；
（3）医药与生命科学行业：在药物研发、环境毒理学和生物医学研究中，该技术可以用于副产物的分析和评估。制药公司、生命科学研究机构和医药监管机构等行业可以采用该技术来进行药物副作用评估和环境毒理研究；
3.发展规划
该技术的发展规划可以包括以下几个方面：
（1）技术优化和改进：进一步改进和优化同位素标记选择性识别含氮副产物的方法，提高分析的准确性、灵敏度和可靠性。通过不断的研发和实验，改进样本预处理、质谱数据采集和解析算法等关键环节，使技术更加成熟和稳定；
（2）扩大适用范围：将该技术应用于更广泛的领域和行业，例如环境监测、水处理、食品安全、药物研发等。通过与相关行业的合作和合作伙伴关系，推动技术的应用和市场拓展，满足不同领域的需求；
（3）商业化和产业化：将技术转化为商业产品或服务，建立完善的商业模式和供应链体系。与设备制造商、化学试剂供应商、实验室服务提供商等合作，推动技术的产业化，实现商业化应用和市场化推广；
（4）持续创新和研发：保持技术的领先地位，持续进行创新和研发，不断推出新的版本和改进，提供更多功能和性能。与学术机构、研究中心等合作，开展前沿科研和技术交流，引入新的理论和方法，促进技术的进一步发展；
（5）市场推广和品牌建设：通过市场营销、宣传推广等手段，提高技术的知名度和影响力。与行业协会、学术会议等合作，参与展览、研讨会等活动，展示技术优势和应用案例，增强品牌认可度和市场份额；
（6）法规合规和标准制定：与政府机构、行业组织等合作，参与制定相关法规和标准，推动技术的合规性和可信度。确保技术符合环境保护、食品安全、药物安全等方面的要求，为技术的应用提供法律和政策支持。
通过以上发展规划，该技术可以不断提升自身的竞争力和市场价值，实现技术的商业化成功，并为水质监测、环境保护、食品安全等领域提供更有效和可靠的解决方案。
4.合作方式
面议
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