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缓冲液基质对于N-亚硝基二甲胺形成影响的研究
作 者: 徐龙
导 师: 刘永东
学 校: 北京工业大学
专 业: 生物化学与分子生物学
关键词: N-亚硝基二甲胺 缓冲液 碳酸氢钠 氯化钠
分类号: O623.737
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
N-亚硝基二甲胺(NDMA)作为结构最简单的一种亚硝胺类化合物,由于其具有强烈的致癌性、诱变性与致畸性,而已经引起科研工作者们的广泛关注。研究已表明,NDMA的形成与体系溶液的pH有密切关系,为此缓冲溶液被广泛使用,但缓冲溶液本身及一些常见阴离子是否会对NDMA形成产生影响还鲜见报道,因此,开展此类研究有助于减小实验分析误差及系统的了解NDMA形成机理。本文中,考察了常用的四种缓冲液(Na2HPO4/C6H8O7, Na3(C6H5O7)/C6H8O7,NaH2PO4/NaOH, NaH2PO4/Na2HPO4)对NDMA形成的影响,研究了碳酸氢根(HCO3-)和氯离子(Cl-)对NDMA形成的影响,并在研究中深入探讨了相应的作用机理。1、四种常见缓冲液基质对NDMA形成的影响及作用机理研究选取了四种NDMA研究中常用的缓冲液(Na2HPO4/C6H8O7,Na3(C6H5O7)/C6H8O7, NaH2PO4/NaOH, NaH2PO4/Na2HPO4),在pH=6.4条件下,系统的研究了它们对二甲胺(DMA)与亚硝酸钠生成NDMA反应的影响。实验结果表明,四种缓冲液基质对二甲胺与亚硝酸反应生成NDMA具有不同的影响,而且发现缓冲液中磷酸盐成分比柠檬酸盐成分对NDMA形成有更明显的抑制作用,并且这种抑制效果随磷酸盐浓度增大而增强。机理实验研究表明,磷酸盐的抑制作用可能是通过磷酸二氢盐与NaNO2发生相互作用,使参与亚硝化反应的NaNO2浓度减少,从而使NDMA生成减少。理论计算的结果也与实验结果相一致。基于此,我们重点研究了1、4、10、50mM四个浓度的NaH2PO4/Na2HPO4缓冲液在pH=6.5~8.0条件下对NDMA形成的影响,实验结果表明磷酸缓冲液抑制能力的大小随着浓度的增大而增强,同时也发现磷酸缓冲液抑制能力大小随着pH的增大而减小。2、研究了HCO3-和Cl-对NDMA形成的影响及作用机理HCO3-和Cl-作为体内重要的阴离子,我们研究了它们对二甲胺与亚硝酸钠反应生成NDMA的影响。其中选取HCO3-和Cl-的浓度为1、5、10mM,pH范围控制为6.5~8.0。研究结果表明,HCO3-和Cl-对NDMA形成的影响完全相反,HCO3-对NDMA形成具有明显的促进作用,且随着HCO3-浓度的提高及pH值的降低而增强。机理研究发现,HCO3-使反应体系中的NO2-和DMA浓度都降低,可见HCO3-与NO2-和DMA均能发生作用。因此,推测HCO3-可能与NO2-和DMA反应生成了活性更强的中间体,这一中间体导致了NDMA明显增多,从而HCO3-体现出对“NO2-+DMA”体系形成NDMA反应的促进效果。Cl-与磷酸缓冲液一样,呈现出对NDMA形成的抑制作用,并且抑制效果随着浓度增加而增强,随着pH的增大而减弱。机理研究发现,Cl-与DMA之间几乎不发生反应,但却使NO2-浓度明显升高。文献报道,N2O3是NO2-与DMA反应生成NDMA的直接亚硝化试剂,而Cl-可能与N2O3反应生成NO2-,这可能是我们实验中检测到NO2-浓度升高的原因;Cl-使得参与亚硝化反应的N2O3减少,是Cl-抑制NDMA形成的可能原因。
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全文目录
摘要 4-6 ABSTRACT 6-10 第1章 绪论 10-22 1.1 论文研究背景及意义 10-11 1.2 N-亚硝基二甲胺(NDMA)简介 11-14 1.2.1 NDMA 的物化特性 11-12 1.2.2 NDMA 的致癌毒性 12-13 1.2.3 NDMA 的形成机理研究进展 13-14 1.3 NDMA 分析检测方法 14-18 1.3.1 NDMA 预处理技术 15-17 1.3.2 分析检测-气相色谱-质谱联用技术 17-18 1.4 二甲胺分析检测方法 18-19 1.5 亚硝酸钠分析检测方法 19 1.6 缓冲液基质及阴离子对于 NDMA 形成影响的研究进展 19-20 1.6.1 缓冲液用于 NDMA 研究的概述 19-20 1.6.2 人体内的一些无机盐类物质对于 NDMA 形成影响的概况 20 1.7 本论文的主要研究内容 20-22 第2章 不同缓冲液基质对于 NDMA 形成的影响 22-40 2.1 引言 22-23 2.2 实验材料 23-24 2.2.1 主要试剂 23-24 2.2.2 主要仪器及配件 24 2.3 实验方法 24-28 2.3.1 溶液配制 24-25 2.3.2 实验反应过程 25-26 2.3.3 自制固相萃取柱填装与预处理 26-27 2.3.4 NDMA 分析检测方法 27-28 2.3.5 计算方法 28 2.4 实验结果与讨论 28-38 2.4.1 反应时间对于 NDMA 形成的影响 28-29 2.4.2 缓冲液基质对于 NDMA 形成的影响 29-31 2.4.3 缓冲液成分单独对于 NDMA 形成过程的影响 31-33 2.4.4 不同浓度的磷酸缓冲液对于 NDMA 形成的影响 33-34 2.4.5 不同 pH 的磷酸缓冲液对于 NDMA 形成的影响 34-35 2.4.6 NaH_2PO_4抑制 DMA 亚硝化形成 NDMA 机理的实验研究 35-38 2.5 本章小结 38-40 第3章 碳酸氢根和氯离子对于 NDMA 形成的影响 40-58 3.1 引言 40-41 3.2 实验材料 41-42 3.2.1 主要试剂 41-42 3.2.2 主要仪器及配件 42 3.3 实验方法 42-48 3.3.1 溶液配制 42-43 3.3.2 实验反应过程 43 3.3.3 分析检测方法 43-48 3.4 实验结果与讨论 48-55 3.4.1 不同浓度的 HCO_3~-对于 NDMA 形成的影响 48-50 3.4.2 HCO_3~-促进 NDMA 形成过程的机理研究 50-52 3.4.3 不同浓度的 Cl~-对于 NDMA 形成的影响 52-53 3.4.4 Cl~-抑制 NDMA 形成过程的机理研究 53-55 3.5 本章小结 55-58 结论 58-60 参考文献 60-66 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 66-68 致谢 68
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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 脂肪族化合物(无环化合物) > 脂肪族含氮化合物 > 脂肪族胺及其衍生物 > 胺类的硝基衍生物
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