通过过滤从饮用水中除去细菌的制作方法

本发明涉及一种由交联聚合物制备生物杀灭的(biocidal)多孔颗粒的方法，以及能够根据本发明中描述的方法制备的多孔颗粒本身。此外，本发明还涉及来自具有相对低溶胀因子的含氨基基团聚合物(多胺)的多孔颗粒。本发明中描述的多孔颗粒用于从水中除去生物杂质以及用于从溶液中结合含金属的离子。本发明还涉及一种滤筒，其包含本发明描述的来自交联聚合物的多孔颗粒。

背景技术：

饮用水的生物污染是已知的问题，该问题在地球校温暖的地区尤为重要。在自然灾害后水井也被细菌(bacteria)和病菌(germs)污染。通常，通过次氯酸的添加来消除污染，但次氯酸的添加明显地降低了水质。替代的方案是臭氧化、uv辐射、膜过滤等。

这些方法在某种程度上是非常耗能(高压)和昂贵的，需要使用化学药品或在其他方面，例如由于氯味很大，降低水质。如有必要，必须将水煮沸或经由活性炭过滤，以便除去氯。

根据现有技术的水净化系统，例如水软化设备、具有和没有净化模块的饮水机，经常受到怀疑并需要彻底清洗。在较暖的季节，跳过水的氯化而使用生物净化步骤的游泳池经常要与细菌载量作斗争。在家庭用的热水箱中必须始终保持在一定的高温以上，以抵抗李斯特菌(listeria)的污染。具有闭合水回路的设备，例如在工业(冷却)水回路中，也需要灭菌方法来获得水质。

在这种情况下，从饮用水中除去不需要的含金属离子特别是含金属的重离子也是重要的。

wo2017/089523和wo2016/030021公开了一种用于从水中除去金属离子和重金属离子的吸附剂，以及该吸附剂的制备方法。然而，这些出版物中公开的材料几乎没有生物杀灭的作用。这在这些材料的表面上的生物膜(biofilms)的形成中特别明显，生物膜的形成一方面导致金属结合能力的降低，另一方面仅仅是有条件地适于除去生物杂质。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种改进的吸附剂，该吸附剂没有这些缺点。

该目的是通过一种由交联聚合物，特别是多胺制备生物杀灭的多孔颗粒的方法来实现的，该方法包括以下步骤：

(a)在混合器中，在温度小于或等于10℃下，提供一种包含多胺、交联剂以及颗粒形式的多孔无机载体材料的水悬浮液，使得多胺包覆在无机载体材料上；

(b)在无机载体材料的孔中交联有机聚合物并同时除去水；

(c)溶解无机载体材料以获得交联的多胺的生物杀灭的多孔颗粒。

本发明的一个优选实施例是步骤a)和步骤b)至少重复一次。

令人惊讶地发现，一方面，与现有技术相比，通过这种方法能够提供一种不太复杂的吸附剂制备方法。此外，以这种方式制备的吸附剂不倾向于形成生物膜并且对细菌、病菌、酵母菌、真菌或病毒表现出非常高的生物杀灭的作用。

交联聚合物的多孔颗粒也可以作为根据本发明的前述意义的吸附剂。此外，术语多胺和聚合物在本文中同义使用。

根据本发明，包覆和交联优选在搅拌反应器，例如劳迪吉混合器中进行。相对于在悬浮液中发生的交联，这具有的优点是，交联能够在已经部分交联的聚合物中和在非临界水中发生。与步骤(a)的包覆相比，这样做在步骤(b)中升高了温度。交联几乎完全在多孔载体材料的孔中发生，并且在交联期间同时除去溶剂水，使得能够在同一设备中重复步骤(a)并且因此在同一设备中重复步骤(b)。可以重复步骤(a)和(b)，直到达到需要的包覆水平和氨基密度。优选地，包覆和交联至少进行两次，然而，它也可以进行三次、四次或更多次。优选选项是两次。优选地，在包覆过程和交联过程的最后，即在步骤(c)之前，将温度升至约60℃并保持该温度约1小时。

一个优选的实施例是在步骤(c)之前将吸附剂进行后交联。优选地，这在80-90℃，优选85℃的温度下通过环氧氯丙烷和二氨基乙烯进行。

根据本发明的另一个实施例，多胺以非脱盐的状态被使用。在聚乙烯基甲酰胺的水解过程中，可通过与钠碱溶液聚合并且随后用盐酸硬化，制备氯化钠和甲酸钠。通过膜过滤进行聚合物溶液的脱盐，其中在盐穿过膜层的同时保留了聚合物。继续进行膜过滤，直到基于灰渣的盐含量少于称量的物料的1％为止(聚合物含量为1％)。

在此之前，聚合物是非脱盐的或部分脱盐的。之后，聚合物是脱盐的。

这节省了另外的纯化步骤。这里，在步骤(a)之后可能需要额外的洗涤步骤。然而，通过使用非脱盐聚合物，包覆聚合物(例如pva)的制备成本大大降低。因此，该方法总体上将更加经济。

通过在包覆时(步骤(a))在小于或等于10℃的低温下同时向有机聚合物的悬浮液中添加交联剂，直接在载体的孔中形成水凝胶，并且直接固定聚合物。当使用非脱盐的聚合物时，水解过程中形成的盐可以很容易地用水洗掉。此外，例如由在包覆期间的预交联引起的随后的交联，或优选地，利用环氧氯丙烷和二氨基乙烯的随后的交联，可以在水悬浮液中进行而不需要如先前在现有技术中的那样在流化床中进行。这导致该方法的极大简化。而且，在水悬浮液中使用环氧氯丙烷实施交联具有的优点是，未反应的环氧氯丙烷可以使用氢氧化钠容易地水解并因此变得无害或可以转移到无害的载体材料(甘油)中。

另一个优点是通过在步骤(c)中的硅胶载体的溶解，进一步提高水凝胶对含金属的离子的可亲性和能力。

优选地，颗粒形式的多孔无机载体材料是介孔或大孔载体材料。多孔载体材料的平均孔径优选在6nm至400nm的范围内，更优选在8至300nm的范围内，最优选在10至150nm的范围内。此外，关于工业应用，优选100至3000nm的粒径范围。

此外，多孔载体材料优选地具有在30vol％至90vol％范围内的孔体积，更优选在40vol％至80vol％范围内的孔体积，最优选在60vol％至70vol％范围内的孔体积。多孔载体材料的平均孔径和孔体积可以通过根据din66133用汞填充孔的方法测定。

优选地，多孔无机材料是可以在ph大于10的碱性水溶液的条件下溶解的材料，更优选地是在ph大于11的碱性水溶液的条件下溶解，最优选地是在ph大于12的碱性水溶液的条件下溶解。换句话说，无机载体材料的用以获得交联聚合物的多孔颗粒的浸溶过程的步骤(c)在所述碱性水溶液条件下进行。优选地，多孔无机材料为基于二氧化硅或硅胶的材料，或由其构成。

优选地，多孔无机载体材料是具有平均粒径在5微米至2000微米范围内的颗粒材料，更优选地是在10微米至1000微米范围内的颗粒材料。在这种情况下，颗粒的形状可以是球形(球状)、棒状、透镜状、圆圈状、椭圆状或不规则的，其中球形颗粒是优选的。

优选地，在步骤(a)中使用的聚合物的百分比在5wt％至50wt％的范围内，更优选地在10至45wt％的范围内，仍然更优选地在20至40wt％的范围内，均基于没有多胺的多孔无机载体材料的重量。

在根据本发明的方法的步骤(a)中可以通过各种方法将多胺应用于颗粒形式的多孔无机载体材料，例如浸渍法或通过孔填充法，其中孔填充法是优选的。孔填充法相对于常规的浸渍法而具有的优点是，可以在一个步骤中将更大总量的溶解的聚合物应用于多孔无机载体材料，从而增加了结合能力并简化了常规方法。

在步骤(a)中的所有可想到的方法中，聚合物必须溶解在溶剂中出现。在步骤(a)中应用的聚合物的合适溶剂，优选地使用聚合物可溶在其中的溶剂。用于应用到多孔无机载体材料上的聚合物的浓度优选在5g/l至200g/l的范围内，更优选在10g/l至180g/l的范围内，最优选在30g/l至160g/l的范围内。

孔填充法通常理解为是指一种特殊的包覆方法，在该包覆方法中将含有待应用的聚合物的溶液以与多孔载体材料的孔的总体积相对应的量应用到多孔无机载体材料。多孔无机载体材料的孔的总体积[v]可以通过多孔无机载体材料的溶解吸收能力[cte]来确定。同样地，可以确定相对孔体积[vol％]。这在每种情况下均是载体材料的可自由进入的孔的体积，因为只有该体积才能通过溶剂吸收能力来确定。溶解吸收能力表示完全填充一克干燥吸附剂(优选固定相)的孔空间需要的溶剂体积。对于溶剂，此处可以使用纯水或水性介质，以及具有高极性的如二甲基甲酰胺的有机溶剂。如果吸附剂在润湿(溶胀)时体积增加，则用于此的溶剂的量将会自动记录。为了测量cte，将精确称重的多孔无机载体材料利用过量的良好的润湿溶剂进行润湿，并且通过在离心机中的旋转来从空隙体积中除去过量的溶剂。由于毛细作用力，吸附剂孔中的溶剂保留在孔中。保留的溶剂的质量通过称重来确定，并且该数据经由溶剂的密度转化成体积。吸附剂的cte报告为每克的干吸附剂的体积(ml/g)。

当在步骤(b)中交联时，通过在40℃至100℃范围内的温度下干燥材料来除去溶剂，更优选在50℃至90℃的范围内的温度下，最优选在50℃至75℃的范围内的温度下。这里，特别地在0.01至1巴的范围内的压力下进行干燥，并且更优选在0.01至0.5巴的范围内的压力下进行。

优选地，以以下方式实施，在根据本发明的方法的步骤(b)中的多胺在无机载体材料的孔中的交联，使得多胺的交联度至少为基于多胺的可交联基团的总数的10％。可以通过相应的交联剂的所需量来调节交联度。为此，假设100mol％的交联剂反应并形成交联。关于使用的聚合物的量，可以通过诸如核磁共振(mas-nmr)光谱法和相对于所用聚合物量的交联剂量的定量测定的分析方法来验证。本发明优先采用此方法。然而，也可以通过使用校准曲线的关于例如c-o-c或oh振动的红外(ir)光谱获得交联度。对于本领域技术人员来说这两个方法均为标准分析方法。最大交联度优选为60％，更优选为50％，最优选为40％。如果交联度超过指定的上限，多胺包覆则不够有弹性。如果交联度低于指定的下限，由交联多胺产生的多孔颗粒则没有足够的刚性用作例如色谱相的颗粒或其中也部分施加较高压力的净水滤筒中。如果将由交联多胺产生的多孔颗粒直接作为用于色谱相的材料，则多胺的交联度优选地至少为20％。

用于交联的交联剂优选具有两个、三个或更多个官能团，其中通过这些官能团与多胺的结合来进行交联。优选地，应用于步骤(b)中用于多胺交联的交联剂选自由二羧酸、三羧酸、尿素、双环氧化物或三环氧化物、二异氰酸酯或三异氰酸酯、二卤代烷或三卤代烷和卤代环氧化物构成的组，其中二羧酸、双环氧化物和卤代环氧化物是优选的，例如对苯二甲酸、联苯二甲酸、乙二醇二缩水甘油醚(egdge)、1,12-二-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)-癸烷二羧酸和环氧氯丙烷，其中乙二醇二缩水甘油醚、1,12-二-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)-癸烷二羧酸和环氧氯丙烷是更优选的。在本发明的一个实施例中，交联剂优选为长度为3至20个原子之间的线性分子。

步骤(a)中使用的多胺优选在每个重复单元中具有一个氨基基团。重复单元定义为沿聚合物链以周期性间隔重复的聚合物的最小单元。多胺优选为具有伯氨基和/或仲氨基的聚合物。它可以是相同重复单元的聚合物，但也可以是共聚物，所述共聚物优选具有作为共聚单体的简单烯烃单体或如乙烯基吡咯烷酮的极性惰性单体。

多胺的实施例如下：多胺，诸如任何多烷基胺，例如聚乙烯胺、聚烯丙胺、聚乙烯亚胺和聚赖氨酸等。在这些中优选聚烯丙胺，甚至更优选聚乙烯胺和聚烯丙胺，其中特别优选聚乙烯胺。

在根据本发明的方法的步骤(a)中所使用的多胺的优选分子量在5000至50000g/mol的范围内，其特别适用于指定的聚乙烯胺。

可以理解的是，从步骤(b)得到的复合颗粒中，通过在步骤(c)中无机载体材料的溶解，可以将无机载体材料从多孔无机载体材料和施加的多胺中除去。溶解无机载体材料以获得交联聚合物的多孔颗粒的步骤(c)优选地在具有ph大于10的碱性水溶液中实施，更优选ph大于11，甚至更优选ph大于12。使用碱金属氢氧化物，更优选氢氧化钾或氢氧化钠，最优选氢氧化钠作为碱。碱性氢氧化物在水溶液中的浓度优选为基于溶液总重量的至少10wt％，甚至更优选为25wt％。

在这种情况下，在根据本发明的方法的步骤(c)中，将步骤(b)所得的颗粒与适当的碱性水溶液接触数小时。随后，用水将溶解的无机载体材料从交联聚合物的多孔颗粒中洗出，直到产物中基本不再包括无机载体材料。这具有的优点是，当使用根据本发明制备的来自交联聚合物的多孔颗粒，例如作为金属的结合材料时，其仅由有机材料构成，因此在用于保留或回收金属时其可以完全地燃烧或无交联聚合物残留。

此外，根据步骤(c)中交联的多胺可以在其侧基团中衍生化。优选地，有机基团与聚合物结合。该基团可以是任何可以想到的基团，例如脂族或芳族基团，其也可以具有杂原子。可以用阴离子或阳离子基团或可质子化或可去质子化基团来取代这些基团。如果将通过本发明的方法获得的多孔交联聚合物用于从溶液中结合金属，用于聚合物侧基团衍生化的基团是具有路易斯碱性的基团。具有路易斯碱性的有机基团特别是指与待结合的金属发生络合键的基团。具有路易斯碱的有机基团是，例如，具有带有自由电子对的杂原子的那些基团，所述杂原子例如n、o、p、as或s。

以下示出的配体是用于聚合物衍生化的优选的有机基团：

更优选地，配体是聚乙烯醇pva，即pva(聚乙烯醇)、nta(氨三乙酸)、etsh(乙硫醇)、mesh(甲硫醇)、edta(乙二胺四乙酸二钠)和inic的氨基基团，或上述组合。例如，特别优选pva与nta或与etsh的组合。

特别优选聚乙烯胺用作本发明描述的方法中的聚合物，因为聚乙烯胺的氨基基团本身构成路易斯碱，并且通过其作为亲核基团的能力也可以容易地与具有亲电中心的分子偶联。优选采用偶联反应，其中产生仲胺而不是酰胺，因为路易斯碱性不会通过仲胺的形成而损失。

本发明还涉及可通过根据本发明的上述方法获得的交联聚合物的多孔颗粒。优选地，假设干颗粒具有100％的值，通过本方法制备的颗粒在水中的最大溶胀因子为300％。换句话说，本发明的颗粒的体积在水中最大增加至体积的三倍。

本申请的另一主题采取来自交联多胺的多孔颗粒的形式，其中这些颗粒也具有300％的最大溶胀因子，假设干颗粒的百分比为100％。换句话说，本发明的这些多孔颗粒在水中溶胀时的体积最大增加三倍。

然而，根据本发明的方法制备的颗粒或根据本发明的颗粒在水中的最大溶胀因子更优选为250％，甚至更优选为200％。最优选为小于150％,否则至少用于层析应用中获得的颗粒刚性在压力下不够高。

根据本发明的方法制备的生物杀灭的多孔颗粒优选地由交联的多胺制备。多胺或由其构成的多孔颗粒具有的浓度优选为至少300μmol/ml，更优选为至少600μmol/ml，甚至更优选为至少1000μmol/ml，该浓度通过氨基基团滴定来测定。在氨基基团滴定时测定的浓度理解为，根据本申请的实施例部分中描述的分析方法，利用4-甲苯磺酸的穿透测量(breakthroughmeasurement)获得的浓度。

根据本发明创造的颗粒具有的干容重(drybulkdensity)优选在0.25g/ml至0.8g/m的范围内，甚至更优选在0.3g/ml至0.7g/ml的范围内。换句话说，总的来说多孔颗粒是非常轻的颗粒，其质量是通过产生的高孔隙率确保的。尽管颗粒具有高孔隙率和低重量，但它们具有相对较高的机械强度或刚性，并且也可用于处于压力下的层析应用。

通过根据本发明制备的或再次根据本发明的多孔颗粒的逆向尺寸排阻层析测定的平均孔径优选在1nm至100nm的范围内，更优选在2nm至80nm的范围内。

根据本发明制备的生物杀灭的多孔颗粒优选是具有与浸出的多孔无机载体材料类似的形状的颗粒，但条件是根据本发明的生物杀灭的多孔颗粒以其材料基本上反映浸出的多孔无机载体材料的孔体系，即在本发明描述的方法的步骤(b)中理想的孔填充的情况下，多孔颗粒是使用的多孔无机载体材料的孔的反象(inverseimage)。本发明的或根据本发明的生物杀灭的多孔颗粒优选具有基本上球状的形状。这些多孔颗粒的平均粒径优选在5μm至1000μm的范围内，更优选在20μm至300μm的范围内。

此外，在本发明中定义的来自交联聚合物的生物杀灭的多孔颗粒的特征在于，它们基本上由交联聚合物构成。在这种情况下，“基本上”意味着仅有例如无机载体材料的不可避免的残留物可能被包括于多孔颗粒中，然而，其中所述残留物的比例优选小于2000ppm，甚至更优选小于1000ppm，并且最优选小于500ppm。换句话说，来自交联聚合物的根据本发明的生物杀灭的多孔颗粒优选地基本上没有无机材料，例如所述无机载体材料的材料。结合根据本发明的方法的上述步骤(c)，这也意味着，当它被说到的时候，无机载体材料基本上不再被包括在产物中。

本发明的另一个实施例涉及本发明的生物杀灭的多孔颗粒或根据本发明制备的生物杀灭的多孔颗粒的使用，并且其用于从溶液中，特别是从水中除去生物污染物和分离含金属的离子。在这种情况下，根据本发明的生物杀灭的多孔颗粒或根据本发明制备的生物杀灭的多孔颗粒优选地用于过滤过程或固相萃取，其允许从溶液中除去生物污染物和分离含金属的离子。根据本发明的材料可以例如以简单的方式用于搅拌槽或“流化床”应用中，其中复合材料简单地放置在生物污染的和含金属的溶液中并搅拌一定时间。

本发明还涉及例如用于处理饮用水的滤筒，滤筒包含根据本发明的生物杀灭的多孔颗粒。滤筒优选地以以下方式形成，使得再处理的饮用水可以通过筒，其中水在筒内部与本发明中定义的交联聚合物的多孔颗粒接触，其中从水中除去生物污染物和含金属的离子。

滤筒可以另外含有用于除去微量污染物的材料。为此目的，优选使用活性炭。可以将不同的材料布置在滤筒内的不同区域中，或布置成两种材料的混合物。滤筒还可以包括根据本发明描述的方法制备的几种不同的材料(衍生化或没有衍生化)。

滤筒可以设计成所有可以想到的的尺寸。例如，可以将滤筒配置成足以用于家庭每日饮用水需求的尺寸。然而，滤筒也可以具有允许覆盖几个家庭的饮用水需求的尺寸，即，例如每天超过5升的需求。

滤筒可以例如具有线性通流圆筒(through-flowcylinder)的形式或径向通流中空圆筒的形式。

具体实施方式

本发明现在将使用以下实施例来解释说明。然而，这些实施例只能视为示例性的：

实施例：

分析方法：

利用4-甲苯磺酸的穿透测量测定吸附剂的氨基基团浓度：

利用待测试的固定相的交换柱来测定动态阴离子的交换能力。为此，首先，在交换柱中用三氟乙酸盐替代所有可交换的阴离子。随后，用甲苯-4-磺酸的水性试剂溶液冲洗交换柱，直到该溶液在交换柱的底部以相同浓度洗出(穿透)。被交换柱结合的甲苯-4-磺酸的量可以由甲苯-4-磺酸溶液的浓度、层析中的流量和开口面积计算。由此测定的甲苯-4-磺酸的量表示了吸附剂的氨基基团浓度。

水中甲苯-4-磺酸的动态阴离子交换能力是基于相体积的并且以毫升/升(mm/l)报告。

实施例1：根据本发明的交联聚合物的多孔颗粒的制备：

聚合物吸附物的制备

将800g载体材料(grace硅胶sp542-12110)直接吸入劳迪吉vt5。将硅胶回火至10℃。混合器以120rpm运转。然后称取冷却至10℃的1133g的聚合物溶液pc16012(聚合物含量12％)放入容器中并与27.5g的egdge(乙二醇二缩水甘油醚)混合。将混合物在2分钟内加入混合器中并在10℃下混合1小时。随后，将聚合物吸附物在80℃和50毫巴下干燥(约2小时)。然后，将聚合物吸附物冷却至10℃。

对于第二次包覆，称取冷却至10℃的733g的聚合物溶液pc16012(聚合物含量12％)放入容器中并与18g的egdge(乙二醇二缩水甘油醚)混合。在2分钟内将聚合物溶液装填入混合筒中。将聚合物吸附物在10℃下混合1小时。随后，将劳迪吉中的温度再次升高至65度持续1小时。将聚合物吸附物与4升完全脱盐水混合，将来自劳迪吉vt的悬浮液导至吸滤器。在这里，用10bv的完全脱盐水洗涤聚合物吸附物。

交联

将1升沉淀的聚合物吸附物和500升的完全脱盐水加入至2.5升反应器中，并在搅拌下加热至85℃。随后，缓慢加入125g的环氧氯丙烷，使得反应器中的温度不超过90℃。随后，在继续搅拌20分钟后缓慢加入83g的二氨基乙烯。再过20分钟后再加入125g的环氧氯丙烷。然后再次加入83g的二氨基乙烯，最后再次加入125g的环氧氯丙烷。然后，反应在85℃下继续搅拌20分钟。然后将反应混合物冷却至25℃，加入500ml的50％naoh，并再继续搅拌1小时。

然后将模板相转移到吸滤器中并使用以下溶剂洗涤：

·3bv的1mnaoh

·3bv的水

·3bv的2mhcl

·3bv的水

·6bv的1mnaoh

·6bv的水

产物作为湿滤饼而获得。

实施例2：同时除去细菌的金属纯化

根据wo2017/089523和wo2016/030021的金属纯化的尝试是利用根据现有技术的吸附剂以及上述制备的吸附剂进行的，其中所使用的溶液还另外被大肠杆菌、粪肠球菌、绿脓杆菌和葡萄球菌的细菌菌株所污染。对于金属纯化，显示与未污染的溶液相同的性能。然而，纯化后，在纯化的溶液中不再检测到细菌。也未出现生物膜的形成。然而，传统制备的材料在过滤后显示出生物膜形成，并仍然显示大量的细菌菌株。此外，传统材料的能力由于生物膜形成而显著损失。

应用示例(a)：

示例a1：从饮用水中除去大肠杆菌(e.coli)

以0.5ml/min的流量将7ml的、od600细菌载量为1x10⁷cfu/ml的大肠杆菌溶液分别加至两个滤筒(床体积7ml)，该滤筒具有生物杀灭的instraction树脂，并且用14ml水冲洗每个滤筒。然后用以下方式捕获洗脱液并检查细菌载量：

将捕获的部分离心12分钟(4500rpm)。将重悬的残留物和剩余物放在lb琼脂(agar)上。将这些板在37℃下培养(incubate)过夜，并计数所得菌落。

将滤筒在室温和37℃下洗涤过夜，并且第二天再次用14ml(2bv)无菌水洗涤。如上所述，再次捕获通过量并再次分析细菌。重复此过程4天。下表显示了这些研究的结果：

表a1：在装有baccap树脂的7ml滤筒中在不同温度下培养大肠杆菌

图1和2说明了四天周期内的特征。

装有instraction树脂的7ml滤筒在4天时间内牢固地且不可逆转地结合1.4x10⁷cfu的大肠杆菌，不管该滤筒在室温下还是在37℃下培养。

示例a2：从水中除去粪肠球菌(enterococcusfaecalis)

以0.5ml/min的流量将7ml的、细菌载量为3.2-3.9x10⁸cfu/ml的粪肠球菌溶液分别加至两个滤筒，该滤筒具有生物杀灭的instraction树脂，并且用14ml水冲洗每个滤筒。然后用以下方式捕获洗脱液并检查细菌载量：

将捕获的部分离心12分钟(4500rpm)。将重悬的残留物和剩余物铺展在血琼脂(bloodagar)上。将这些板在37℃下培养过夜，并计数所得菌落。

将滤筒在室温和37℃下过夜，并且第二天再用14ml(2bv)无菌水洗涤。如上所述，再次捕获通过量并再次分析细菌。重复此过程4天。下表显示了这些研究的结果：

表a2：在装有baccap树脂的7ml筒中在不同温度下培养粪肠球菌(e.faecalis)

图3和图4展示了四天时间内的特征。

装有instraction树脂的7ml滤筒在4天时间内牢固地且不可逆转地结合1.4x10⁷cfu的粪肠球菌，不管该筒在室温下还是在37℃下培养。

示例a3：从无菌水和饮用水中除去大肠杆菌

如上准备和处理两个滤筒，并装入大肠杆菌(3-5x10⁶cfu)，一种情况下使用无菌水，而另一种情况下使用饮用水作为冲洗溶液和洗脱溶液。连续两天冲洗滤筒：

下表显示了此研究的结果：

表a3：使用装有baccap树脂的筒从无菌水和饮用水中除去大肠杆菌

不管使用哪种洗涤剂(无菌水或自来水)，都会保留大肠杆菌。

图5示出了用无菌水进行清洗操作两天内的结果。

图6示出了用自来水进行清洗操作两天内的结果。

与应用相关的结果表明，添加到饮用水中的大肠杆菌数量可以安全并完全地除去。

示例a4：在成批处理(batchprocess)过程中，两种具有不同粒径的instractionbaccapt-树脂的动力学研究：

将1ml1x10⁶cfu的大肠杆菌dh5α在11ml自来水中的悬浮液添加到500mginstractionbaccap树脂(批号bv16037：100微米和批号bv16092：425微米)中，并于室温下在旋转搅拌器持续培养25小时。在以下间隔借助于lb琼脂板取样并检查菌落形成单位：0、1、3、6、12和25小时。这些研究的结果在图7中示出：

两种树脂在还原反应中均表现出相似的细菌浓度随时间变化的动力学特性，而不管其粒径如何。

这一结果表明，这是控制instractionmetcapt树脂的作用的通用原则。抗菌作用的发生与粒径无关，因此与初始硅胶无关。

根据数据，可以估计半衰期约为10到15分钟。

示例a5：与市售树脂的比较

在饮用水领域中使用阳离子和阴离子交换剂以及空白的聚苯乙烯树脂来软化水的硬度并除去污染物。为此理由，将季铵阴离子交换剂和磺化聚苯乙烯阳离子交换剂以及纯聚苯乙烯与baccap树脂比较研究。

证明纯聚苯乙烯不能与细菌悬浮液一起润湿，因此不再进行检查。

将1ml1x10⁶cfu的大肠杆菌dh5α在11ml自来水中的悬浮液添加到500mginstractionbaccap树脂(批号bv16092：425微米)和阳离子交换剂(prc15035，500微米磺化聚苯乙烯)和阴离子交换剂(朗盛(lewatit)m800)，并于室温下在旋转搅拌器培养25小时。在以下间隔借助于lb琼脂平板取样并检查菌落形成单位：0、6、12和24小时。

这些研究的结果在图8中示出：

baccap材料(500微米)在6小时内以4个对数级降低细菌浓度，而简单的离子交换剂(磺化聚苯乙烯作为阳离子交换剂，和加载季铵盐的聚苯乙烯作为阴离子交换剂)没有示出减少的迹象。

这与关于市售离子交换剂的文献中已知的生物膜的形成一致。

示例a6：能力估算

将1ml1x10⁶cfu的大肠杆菌dh5α在11ml自来水中的悬浮液添加到50、100和250mginstractionbaccap树脂(批号bv16037：100微米)中，并于室温下在旋转搅拌器上培养25小时。在以下间隔取样，铺板，然后检查菌落形成单位：0、6、12和24小时。

即使大量减少树脂用量，数据(参见图9)也不会展现细菌清除的任何耗尽。只能观察到作为树脂数量的函数的细菌清除的速度下降，其取决于树脂的数量，当使用50毫克树脂时，这与使用100和250毫克树脂的方法不同。100mg树脂和250mg树脂与相应体积的细菌培养的曲线图直接在彼此上方示出。