液體中總氮含量的測定方法
2023-12-05 06:46:01 3
專利名稱：液體中總氮含量的測定方法
技術領域：
本發明涉及一種氮的分析測定的技術領域，尤其涉及一種液體中總氮含量的測定方法。
背景技術：
總氮包括硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨鹽等無機氮和蛋白質、胺基酸、核糖核酸、酶和有機胺等有機氮。對生命體來說，氮是維持生命體徵的必要元素，它是生物體內蛋白質、核糖核酸等結構單元的組成成分，是生命活動的基礎。氮素營養在多方面直接或間接地影響生物體的代謝和生長發育，對生物體的生命活動有著重要的意義。為了保持體內氮素的代謝平衡，維持生物體的生命體徵，需要不斷從外界攝取氮素類營養物質，如牛奶、豆漿等液體類氮素營養物質，牛奶中的蛋白質為全蛋白質，包含了人體所有的必需胺基酸，具有非常高的營養價值，因此這些營養物質的含氮量成為評價其營養價值的重要指標之一。另外對於液體中最常見的水來說，它的總氮含量是衡量水質的重要指標之一，常被用來表示水體受營養物質汙染的程度，是環境水檢測的主要項目之一，因此，建立一種快速、簡便、準確的液體中總氮含量的測定方法有著重要的社會意義。近年來，越來越多的科研工作者致力於對液體中總氮含量的測定。如鄒琳等利用流動注射分析儀測定了水中的總氮和總磷的含量(鄒琳，周聖東，陳衛.高壓消解\流動注射光度法同時測定水中總氮與總磷.中國給水排水，2009，25 02) :93 97.)，其過程為 在110°C下，將水樣通過鹼性過硫酸鉀和硫酸兩次消解，得到的消解產物分別進入流動注射分析儀中的總氮、總磷分析系統，得到水樣中總氮、總磷的含量。在總氮分析系統中，消解產物通過一個鍍銅的鎘圈後，硝酸根被定量還原為亞硝酸根，在酸性條件下，亞硝酸根與磺胺和N-萘基乙二胺鹽酸鹽在45°C恆溫條件下反應生成紫紅色物質，其最佳吸收波長為 550nm，採用分光光度法對得到的紫紅色物質進行測定，得到水中的總氮含量。高壓消解對於含氮化合物中的無機氮具有較好的消解效果，但是對水溶性蛋白質等蛋白質氮，如水溶性牛皮膠原蛋白來說，由於其結構較為複雜，採用高壓消解時存在消解不完全、不徹底的現象，從而影響總氮含量的測定，導致對總氮測定的回收率低，得到的測定結果不準確。對於液體樣品來說，尤其是液體類營養物質，其大部分蛋白質氮為水溶性的，而且其中還含有還原性成分，如糖類，這些還原性成分會與氧化劑反應，從而影響對含氮組分的消解，採用上述方法對其中的總氮含量進行測定時，得到的消解產物不夠完全和徹底，導致測定結果不準確。
發明內容
本發明的目的在於提供一種液體中總氮含量的測定方法，本發明提供的方法對含氮化合物的測定具有較高的回收率，對液體中總氮的測定具有高的回收率，測定結果準確。本發明提供一種液體中總氮含量的測定方法，包括以下步驟a)提供液體的含氮待測試樣；
b)在加熱條件下，向所述待測試樣中加入過硫酸鉀，得到混合溶液；c)將所述混合溶液依次經過紫外催化和高溫加熱，得到消解產物；d)檢測所述消解產物，得到紫外光譜數據；e)根據所述紫外光譜數據和預定的標準曲線，得到液體中的總氮含量。優選的，所述紫外催化為在非硫酸酸性環境中進行紫外催化。優選的，所述紫外催化的溫度為90°C 110°C。優選的，所述高溫加熱的溫度為95°C 150°C。優選的，所述高溫加熱的溫度為110°C 140°C。優選的，所述高溫加熱為加壓高溫加熱。優選的，所述加壓高溫加熱的壓力為5Psi 8Psi。優選的，所述加壓高溫加熱的壓力為5. 5Psi 7. 5Psi。優選的，所述步驟b)中的加熱溫度為90°C 110°C。優選的，所述步驟b)前還包括向所述待測試樣中加入過氧化氫，氧化所述待測試樣中的還原性組分；和/或向所述待測試樣中加入活性炭，除去所述待測試樣中的無機色素；和/或向所述待測試樣中加入乙二胺四乙酸二鈉，除去所述待測試樣中的金屬離子。本發明提供了一種液體中總氮含量的測定方法，包括以下步驟提供液體的含氮待測試樣；在加熱條件下，向所述待測試樣中加入過硫酸鉀，得到混合溶液；將所述混合溶液依次經過紫外催化和高溫加熱，得到消解產物；檢測所述消解產物，得到紫外光譜數據； 根據所述紫外光譜數據和預定的標準曲線，得到液體中總氮含量。在本發明中，過硫酸鉀在加熱條件下會釋放出活性氧原子
，得到的活性氧原子
對液體樣品進行初步消解，然後在紫外催化的條件下，部分活性氧原子
在紫外光條件下與水反應生成自由基，該自由基使液體樣品中的含氮化合物得到進一步地消解；接著，在高溫條件下，活性氧原子
對樣品中的含氮化合物進行更進一步地消解，最終使各類含氮組分得到更加完全和徹底地消解。本發明提供的方法在對液體中的含氮組分進行消解的同時也消解了其中的還原性組分，使其失去了還原作用，消除了還原性組分對消解效果的影響，提高了消解結果的均一性，提高了對總氮測定的回收率和測定結果準確性。另外，本發明提供的測定方法具有良好的穩定性和重複性。實驗結果表明，本發明提供的方法對水溶性牛皮膠原蛋白測定的回收率達到97. 2 % 100. 7 %，對亮氨酸測定的回收率達到99. 0 %，對纈氨酸測定的回收率為 93. 7% 101.4%。另外，本發明提供的方法採用連續消化的方式，操作簡單、省時，步驟簡便，且消解條件溫和，本發明提供的方法批量處理樣品能力較強，處理周期較短，大大提高了檢測效率。
圖1為本發明實施例1得到的紫外光譜圖；圖2為本發明實施例1得到的非線性二級標準曲線；圖3為本發明實施例1得到的線性標準曲線。
具體實施例方式本發明提供了一種液體中總氮含量的測定方法，包括以下步驟a)提供液體的含氮待測試樣；b)在加熱條件下，向所述待測試樣中加入過硫酸鉀，得到混合溶液；c)將所述混合溶液依次經過紫外催化和高溫加熱，得到消解產物；d)檢測所述消解產物，得到紫外光譜數據；e)根據所述紫外光譜數據和預定的標準曲線，得到液體中總氮含量。本發明針對所述液體種類不同，獲得含氮待測試樣的方法也不同，如果液體中含有不溶性雜質，如汙水，本發明將所述液體進行過濾，除去其中不溶性雜質，得到濾液，即為液體的含氮待測試樣；如果所述液體的氮含量較高，則將所述液體優選稀釋2 20倍，更優選為5 15倍，最優選為8 10倍，得到液體的含氮待測試樣；如果所述液體的氮含量較低，則將所述液體優選濃縮2 20倍，更優選為5 15倍，最優選為8 10倍，得到液體的含氮待測試樣。得到液體的含氮待測試樣後，為了減小液體中還原性組分對其中總氮含量測定的幹擾，本發明在對所述待測試樣進行消解前優選氧化所述待測試樣中的還原性組分。本發明優選向所述待測樣品中加入過氧化氫，所述過氧化氫與待測試樣中的還原性組分進行氧化還原反應，使其失去還原作用，所述過氧化氫的質量濃度優選為3 % 50 %，更優選為 10% 30%，本發明對所述氧化還原反應中原料的配比，反應條件等沒有特殊限制，為本領域技術人員熟知的還原性物質與過氧化氫之間的氧化還原反應。得到所述待測試樣後，為了減小雜質對液體中總氮含量測定的幹擾，本發明在對所述待測試樣進行消解前優選除去所述待測試樣中的雜質，得到所述液體的待測試樣，如所述待測試樣中含有無機色素時，可以採用以下方法處理優選向所述濾液中加入活性炭， 過濾得到的混合溶液，除去其中的無機色素；所述待測試樣中含有金屬離子時，可以採用以下方法處理優選向所述濾液中加入乙二胺四乙酸二鈉溶液，過濾得到的混合溶液，除去其中的金屬離子，所述乙二胺四乙酸二鈉溶液的濃度優選為0. lg/L 5g/L，更優選為0. 2g/ L 3g/L，最優選為0. 8g/L 2g/L ；所述待測試樣中含有無機色素和金屬離子時，可以先用上述方法除去無機色素再除去金屬離子，也可以先用上述方法除去金屬離子再除去無機
^J. ο得到所述液體的含氮待測試樣後本發明在加熱條件下，向所述待測試樣中加入過硫酸鉀，得到混合溶液。所述過硫酸鉀在加熱條件下釋放出活性氧原子
，得到的活性氧原子
會對待測試樣中的含氮化合物進行消解，得到消解產物。所述過硫酸鉀的質量與所述液體的體積比優選為Ig (1 20)mL，更優選為Ig 0 M)mL，最優選為 Ig (3 10)mL;優選向所述待測試樣中加入過硫酸鉀溶液，所述過硫酸鉀溶液的摩爾濃度優選為0. lmol/L lmol/L,更優選為0. 15mol/L 0. 8mol/L,最優選為0. 25mol/L 0. 5mol/L ；所述加熱溫度優選為90°C 110°C，更優選為95°C 105°C。得到混合溶液後，本發明將所述混合溶液依次進行紫外催化和高溫加熱，得到消解產物。首先將所述混合溶液進行紫外催化，得到紫外催化的消解產物。在紫外催化過程中，上述得到的部分活性氧原子
在紫外催化的條件下與水反應，優選在紫外燈照射條件下，生成自由基，所述自由基可對待測試樣中的各類有機氮等還原性組分進行消解，得到紫外催化得消解產物。所述紫外催化優選在非硫酸酸性環境中進行紫外催化，更優選為在鹽酸酸性環境中進行紫外催化；所述紫外催化的溫度優選為90°C 110°C，更優選為 95°C 105 "C。得到紫外催化的消解產物後，本發明將所述紫外催化的消解產物繼續進行高溫加熱，得到所述待測試樣的消解產物。在高溫加熱過程中，上述得到的活性氧原子
在高溫條件下對所述紫外催化的消解產物進行進一步地消解，得到所述待測樣品的消解產物。所述高溫加熱的溫度優選為95°c 150°C，更優選為110°C 140°C，最優選為120°C 130°C; 所述高溫加熱優選為加壓高溫加熱，所述加壓高溫加熱的壓力優選為5Psi 8Psi，更優選為 5. 5Psi 7. 5Psi。得到所述待測試樣的消解產物後，檢測所述消解產物，本發明優選採用紫外分光光度法檢測所述消解產物，得到所述消解產物的紫外光譜數據。首先將得到的消解產物還原，所述消解產物中的硝酸鹽被定量還原為亞硝酸鹽，然後將所述亞硝酸鹽優選與磺胺和 Ν-α-萘基)乙二胺二鹽酸鹽反應，得到紫紅色產物，採用紫外分光光度法測定得到的紫紅色產物，得到所述消解產物的紫外光譜數據。優選用鎘將得到的消解產物還原，得到亞硝酸鹽；所述磺胺的濃度優選為lg/L 50g/L，更優選為10g/L 40g/L，最優選為20g/L 30g/L ；所述N-萘基乙二胺鹽酸鹽的濃度優選為0. lg/L 10g/L，更優選為0. 5g/L Sg/ L,最優選為lg/L 5g/L ；所述測定波長優選為520nm 560nm，更優選為530nm 550nm， 最優選為535nm 545nm。根據上述技術方案得到的紫外光譜數據和預定的標準曲線，即可得到液體中總氮含量。在本發明中，所述標準曲線優選按照以下方法獲得配製系列濃度的標準溶液；在加熱條件下，向標準溶液中加入過硫酸鉀，得到混合溶液；將所述混合溶液依次經過紫外催化和高溫加熱，得到消解產物；檢測所述消解產物，得到系列濃度標準溶液的紫外光譜數據；根據所述紫外光譜數據繪製標準曲線。本發明中所述標準溶液優選為硝酸鈉水溶液，採用國家標準物質研究中心的硝酸鹽氮標準，配製系列濃度的標準溶液。首先，配製標準物質的儲備液，將得到的儲備液稀釋至標準溶液的濃度。所述標準溶液的質量濃度優選為0.001% 10%，更優選為0. 01% 5%，最優選為0. 1%，優選用水將得到儲備液稀釋至標準溶液的濃度。得到系列濃度的標準溶液後，本發明在加熱條件下，向所述標準溶液中加入過硫酸鉀，得到混合溶液。所述過硫酸鉀在加熱條件下釋放出活性氧原子
，得到的活性氧原子
會對所述標準溶液進行消解，得到消解產物。所述過硫酸鉀優選為過硫酸鉀溶液，所述過硫酸鉀與所述標準溶液中標準物質的質量比優選為1 (1 20)，更優選為1 以 15)，最優選為1 (3 10)；優選向所述標準溶液中加入過硫酸鉀溶液，所述過硫酸鉀溶液的摩爾濃度優選為0. lmol/L lmol/L，更優選為0. 15mol/L 0. 8mol/L,最優選為 0. 25mol/L 0. 5mol/L ；所述加熱溫度優選為90°C 110°C，更優選為95°C 105°C。
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得到混合溶液後，將所述混合溶液依次經過紫外催化和高溫加熱，得到消解產物。 所述紫外催化和高溫加熱過程與上述技術方案中的紫外催化和高溫加熱過程相同。按照上述技術方案中的紫外催化和高溫加熱過程，得到消解產物後，檢測所述消解產物，得到系列濃度標準溶液的紫外光譜數據。所述檢測過程與上述技術方案中的檢測過程相同。根據上述技術方案中的檢測過程，得到系列濃度標準溶液的紫外光譜數據後，根據所述紫外光譜數據及其對應的濃度繪製標準曲線。所述標準曲線優選為非線性二級標準曲線或線性標準曲線。根據上述技術方案得到的液體消解產物的紫外光譜數據和標準曲線，經過計算即可得到液體中總氮的質量，再將所述總氮的質量除以上述液體的體積或質量，得到液體中總氮含量。在本發明中，測定了液體中的含氮物質，包括水溶性牛皮膠原蛋白、亮氨酸和纈氨酸，對水溶性牛皮膠原蛋白測定的回收率為97. 2% 100.7%，對亮氨酸測定的回收率達到99. 0%，對纈氨酸測定的回收率為93. 7% 101. 4 %，結果準確。水溶性牛皮膠原蛋白，是由牛的細胞合成的一種生物性高分子，廣泛存在於牛骨、 腱、軟骨和皮膚及其他結締組織中，具有支撐器官、保護集體的功能。膠原蛋白產品在食品與化妝品中的研究及應用已成為一個熱點。亮氨酸為人體必須的胺基酸之一，具有式(I)結構
權利要求
1.一種液體中總氮含量的測定方法，包括以下步驟a)提供液體含氮待測試樣；b)在加熱條件下，向所述待測試樣中加入過硫酸鉀，得到混合溶液；c)將所述混合溶液依次經過紫外催化和高溫加熱，得到消解產物；d)檢測所述消解產物，得到紫外光譜數據；e)根據所述紫外光譜數據和預定的標準曲線，得到液體中的總氮含量。
2.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於，所述紫外催化為在非硫酸酸性環境中進行紫外催化。
3.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於，所述紫外催化的溫度為90°C 110°C。
4.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於，所述高溫加熱的溫度為95°C 150°C。
5.根據權利要求4所述的測定方法，其特徵在於，所述高溫加熱的溫度為110°C 140 "C。
6.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於，所述高溫加熱為加壓高溫加熱。
7.根據權利要求6所述的測定方法，其特徵在於，所述加壓高溫加熱的壓力為5Psi SI3Si。
8.根據權利要求7所述的測定方法，其特徵在於，所述加壓高溫加熱的壓力為 5. 5Psi 7. 5Psi。
9.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於，所述步驟b)中的加熱溫度為90°C 110°C。
10.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於，所述步驟b)前還包括向所述待測試樣中加入過氧化氫，氧化所述待測試樣中的還原性組分；和/或向所述待測試樣中加入活性炭，除去所述待測試樣中的無機色素；和/或向所述待測試樣中加入乙二胺四乙酸二鈉，除去所述待測試樣中的金屬離子。
全文摘要
本發明提供一種液體中總氮含量的測定方法，包括以下步驟提供液體的含氮待測試樣；在加熱條件下，向所述待測試樣中加入過硫酸鉀，得到混合溶液；將所述混合溶液依次經過紫外催化和高溫加熱，得到消解產物；檢測消解產物，得到紫外光譜數據；根據所述紫外光譜數據和預定的標準曲線，得到液體中的總氮含量。本發明提供的方法對液體樣品中的含氮組分消解更加完全和徹底，具有良好的消解效果，在對待測試樣中的含氮組分消解的同時也消解了其中的還原性組分，使其失去還原作用，減小了對總氮含量測定的幹擾，從而提高了消解效果的均一性，提高了對總氮測定的回收率，提高了測定結果的準確性。
文檔編號G01N21/33GK102519899SQ201110459999
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者孔浩輝 申請人:廣東中煙工業有限責任公司