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專利名稱：一種含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
烯烴雙鍵存在于多種天然化合物和活性組分中，這些化合物是重要的平臺(tái)化學(xué)品并廣泛用于多種領(lǐng)域。利用可再生的生物質(zhì)原料來生物合成異戊二烯、乙烯、氧化苯乙烯等烯烴是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。由于生物反應(yīng)過程的復(fù)雜性，需要?jiǎng)?chuàng)建一種合適的分析方法來對(duì)這些生物基化學(xué)品進(jìn)行定量，從而對(duì)發(fā)酵過程的產(chǎn)量、產(chǎn)率、生產(chǎn)強(qiáng)度等參數(shù)有一個(gè)較好的評(píng)價(jià)。目前對(duì)含烯鍵物質(zhì)，比如異戊二烯的分析方法主要有高效液相色譜法(HPLC)、氣相色譜法(GC)，這些方法可以靈敏地對(duì)液態(tài)或氣態(tài)的異戊二烯濃度進(jìn)行測(cè)量。但是在好氧發(fā)酵的不同階段產(chǎn)生的異戊二烯濃度很不相同，色譜法測(cè)量發(fā)酵過程中異戊二烯的總量是通過每隔幾分鐘測(cè)量異戊二烯濃度，最后積分得出總量。這就必然導(dǎo)致色譜法測(cè)異戊二烯總產(chǎn)量時(shí)需要頻繁取樣，操作繁瑣，而且色譜法本身也具有樣品處理麻煩，測(cè)量?jī)r(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。鑒于色譜法的這些劣勢(shì)，利用傳統(tǒng)的分光光度法來測(cè)量發(fā)酵尾氣中的異戊二烯產(chǎn)量是一種更便捷、準(zhǔn)確、廉價(jià)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，以高錳酸鉀作為氧化劑把烯鍵氧化成鄰二醇，同時(shí)高錳酸鉀被還原，在M6nm吸收值降低；通過測(cè)量反應(yīng)后的高錳酸鉀溶液在M6nm的吸收值，以減少的吸光度計(jì)算含烯鍵物質(zhì)的含量。所述含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，其中，含烯鍵物質(zhì)含量的計(jì)算是1)將不同濃度的含烯鍵物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)品溶液加入高錳酸鉀溶液中，配制成系列濃度梯度的含烯鍵物質(zhì)的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)量該高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液在546nm的吸收值；以每次加入的含烯鍵物質(zhì)濃度為X軸，相應(yīng)的吸收值為Y軸做標(biāo)準(zhǔn)曲線得出回歸方程；2)將含烯鍵物質(zhì)加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)量546nm吸收值，將該吸收值帶入所述回歸方程得到樣品中含烯鍵物質(zhì)的含量。所述含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，其中，步驟1和步驟2是將溶液稀釋后取上清液進(jìn)行測(cè)量。所述含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，其中，稀倍數(shù)為15-20倍。所述含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，其中，該含烯鍵物質(zhì)包括液態(tài)異戊二烯、氣態(tài)異戊二烯、環(huán)己烯、苯乙烯、肉桂酸、肉桂醛、肉桂醇等。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、能真正體現(xiàn)含烯鍵物質(zhì)的總量，而基于積分的色譜法只是對(duì)含烯鍵物質(zhì)濃度積分得到的一個(gè)近似總量。2、本發(fā)明在測(cè)定發(fā)酵過程中，只需根據(jù)實(shí)際需求，每隔數(shù)小時(shí)取樣即可，要比傳統(tǒng)的色譜法每隔幾分鐘取樣更便捷。3、色譜法相關(guān)的儀器和耗材比較昂貴，而本發(fā)明使用的高錳酸鉀等試劑非常廉價(jià)。總之，本發(fā)明更適合測(cè)量含烯鍵物質(zhì)在發(fā)酵過程中的產(chǎn)量、產(chǎn)率以及相關(guān)參數(shù)，對(duì)優(yōu)化發(fā)酵過程和工藝提供了一個(gè)有用的工具。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案是以高錳酸鉀作為氧化劑把烯鍵氧化成鄰二醇，同時(shí)高錳酸鉀被還原，在M6nm特征光學(xué)吸收值降低。通過測(cè)量反應(yīng)后的高錳酸鉀溶液在546nm的特征吸收值，以減少的特征吸收值來計(jì)算含烯鍵物質(zhì)的含量。本發(fā)明的定量檢測(cè)方法步驟如下1)配置系列濃度梯度的含烯鍵物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)品溶液，如5、10、20、30、40、60、80、 120、160、240、320mg/l。2)配置高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度比如可以是lg/Ι，并用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH =12。3)將系列濃度梯度的含烯鍵物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)品溶液加入高錳酸鉀溶液，室溫中震蕩混勻使反應(yīng)完全后，離心將上清液稀釋15-20倍測(cè)量M6nm吸光值；以每次加入的含烯鍵物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)品濃度為X軸，相應(yīng)的吸收值為Y軸做標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性擬合得出回歸方程，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。4)樣品的測(cè)量取一定體積或質(zhì)量的含烯鍵物質(zhì)加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，按步驟 3進(jìn)行操作，得到的吸收值帶入上述回歸方程得到樣品中含烯鍵物質(zhì)的含量。本發(fā)明可用于檢測(cè)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的異戊二烯，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的異戊二烯存在于發(fā)酵尾氣中，將發(fā)酵尾氣管浸入高錳酸鉀溶液，不同的時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)高錳酸鉀溶液吸光度來對(duì)發(fā)酵過程中的異戊二烯進(jìn)行定量。其中發(fā)酵尾氣可以通過氣體流量計(jì)將部分尾氣用于測(cè)量，其他用于收集。以下通過若干實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說明，各實(shí)施例中列舉了不同的含烯鍵物質(zhì)。但需要說明的是，只要能滿足高錳酸鉀將烯鍵氧化成鄰二醇，同時(shí)高錳酸鉀被還原條件的含烯鍵物質(zhì)，均可以采用本發(fā)明的方法進(jìn)行定量檢測(cè)，因此所舉的實(shí)施例不限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1 利用高錳酸鉀比色法檢測(cè)液態(tài)的異戊二烯樣品將三個(gè)已知濃度G0、80、120mg/1)的液態(tài)異戊二烯樣品分別加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(lg/l，pH = 12)。室溫中震蕩混勻10分鐘，將上述溶液在13000rpm離心2分鐘之后， 將上清液稀釋20倍測(cè)量M6nm吸光值，根據(jù)回歸方程計(jì)算異戊二烯的濃度。每個(gè)樣品做6 次重復(fù)來測(cè)定該法的精確度(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差％ RSD)。通過測(cè)量值與實(shí)際值的對(duì)比得出該法的準(zhǔn)確度(相對(duì)誤差％ RE)。回歸方程為C = -359. 71A+280. 43 (C 可檢測(cè)的異戊二烯濃度，mg/l，20mg/l < C < 160mg/l ；A 高錳酸鉀溶液在M6nm處的吸光度)，回歸系數(shù)(r) =0.99931。表1為實(shí)施例1測(cè)量液態(tài)異戊二烯樣品的準(zhǔn)確度和精確度。由表1可知本法具有較好的精確度(％ RSD < 3. 92)和準(zhǔn)確度(％ RE < 2. 43)。
實(shí)施例2 利用高錳酸鉀比色法檢測(cè)發(fā)酵尾氣中的異戊二烯發(fā)酵過程溫度為37°C，由于異戊二烯的低沸點(diǎn)(34°C )使得發(fā)酵過程中產(chǎn)生的異戊二烯揮發(fā)至發(fā)酵尾氣。通過氣體流量計(jì)將1/30的尾氣用于測(cè)量，將分支排氣管浸入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，在發(fā)酵不同的時(shí)間(4h,6h,8h, 10h、12h、14h、16h,20h,24h,28h,32h, 36h、40h、44h、48h)取Iml高錳酸鉀溶液，將上述溶液在13000rpm離心2分鐘之后，將上清液稀釋20倍測(cè)量M6nm吸光值，根據(jù)回歸方程計(jì)算異戊二烯的濃度。回歸方程為C =-359. 71A+280. 43 (C 可檢測(cè)的異戊二烯濃度，mg/1，20mg/l < C < 160mg/l ；A 高錳酸鉀溶液在546nm處的吸光度)，回歸系數(shù)(r) = 0. 99931。同時(shí)用氣相色譜法對(duì)總的異戊二烯產(chǎn)量進(jìn)行分析(每隔10分鐘測(cè)濃度，積分得出產(chǎn)量)，氣相色譜儀(Varian 450-GC，USA)毛細(xì)管柱(FFAP ；25m*0. 25mm*0. 20 μ m ；USA)， 火焰離子化檢測(cè)器(FID)，進(jìn)樣室和檢測(cè)室溫度均為100°C，柱溫恒定為50°C。每隔四小時(shí)，用該法來計(jì)算異戊二烯產(chǎn)量(分支排氣管中的異戊二烯產(chǎn)量*30)， 同時(shí)用氣相色譜法來測(cè)量，并對(duì)這兩種方法進(jìn)行τ檢驗(yàn)對(duì)比。表2是實(shí)施例2測(cè)量發(fā)酵過程中異戊二烯的產(chǎn)量。由表2可知實(shí)際T值并未超出規(guī)定的T值(4. 303，置信度95% )， 這就說明在規(guī)定的檢測(cè)范圍內(nèi)，這兩種方法在精確度和準(zhǔn)確度方面差異不大。氣相色譜法需要連續(xù)的每隔10分鐘取樣測(cè)量，而本法只需每4小時(shí)或者2小時(shí)取樣。實(shí)施例3 利用高錳酸鉀比色法檢測(cè)環(huán)己烯將環(huán)己烯樣品加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(lg/1，pH = 12)。室溫中震蕩混勻10分鐘，將上述溶液在13000rpm離心2分鐘之后，將上清液稀釋20倍測(cè)量546nm吸光值，根據(jù)回歸方程計(jì)算環(huán)己烯的濃度。回歸方程為C = -671. 14A+503. 40 (C 可檢測(cè)的環(huán)己烯濃度，mg/1，10mg/l < C < 240mg/l ；A 高錳酸鉀溶液在M6nm處的吸光度)，回歸系數(shù)(r)= 0.99915。實(shí)施例4 利用高錳酸鉀比色法檢測(cè)苯乙烯將苯乙烯樣品加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(lg/1，pH = 12)。室溫中震蕩混勻10分鐘，將上述溶液在13000rpm離心2分鐘之后，將上清液稀釋20倍測(cè)量546nm吸光值，根據(jù)回歸方程計(jì)算苯乙烯的濃度。回歸方程為C = -584. 80A+442. 19 (C 可檢測(cè)的苯乙烯濃度，mg/1，10mg/l < C < 320mg/l ；A 高錳酸鉀溶液在546nm處的吸光度)，回歸系數(shù)(r)= 0.99838。實(shí)施例5 利用高錳酸鉀比色法檢測(cè)肉桂酸將肉桂酸樣品加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(lg/1，pH = 12)。室溫中震蕩混勻10分鐘，將上述溶液在13000rpm離心2分鐘之后，將上清液稀釋20倍測(cè)量546nm吸光值，根據(jù)回歸方程計(jì)算肉桂酸的濃度。回歸方程為C = -662. 25A+487. 22 (C 可檢測(cè)的肉桂酸濃度，mg/l，20mg/l < C < 400mg/l ；A 高錳酸鉀溶液在M6nm處的吸光度)，回歸系數(shù)(r)= 0.99607。實(shí)施例6 利用高錳酸鉀比色法檢測(cè)肉桂醛將肉桂醛樣品加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(lg/1，pH = 12)。室溫中震蕩混勻10分鐘，將上述溶液在13000rpm離心2分鐘之后，將上清液稀釋20倍測(cè)量546nm吸光值，根據(jù)回歸方程計(jì)算肉桂醛的濃度。回歸方程為C = -393. 70A+301. 34(C 可檢測(cè)的肉桂醛濃度，mg/1，10mg/l < C < 160mg/l ；A 高錳酸鉀溶液在M6nm處的吸光度)，回歸系數(shù)(r)=0.99711。實(shí)施例7 利用高錳酸鉀比色法檢測(cè)肉桂醇將肉桂醇樣品加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(lg/l，pH = 12)。室溫中震蕩混勻10分鐘， 將上述溶液在13000rpm離心2分鐘之后，將上清液稀釋20倍測(cè)量M6nm吸光值，根據(jù)回歸方程計(jì)算肉桂醇的濃度。回歸方程為C = -431. 03A+336. 78 (C 可檢測(cè)的肉桂醇濃度，mg/ l，5mg/l<C< 240mg/l ；A 高錳酸鉀溶液在M6nm處的吸光度)，回歸系數(shù)(r) = 0. 99949。表 權(quán)利要求
1.一種含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，以高錳酸鉀作為氧化劑把烯鍵氧化成鄰二醇，同時(shí)高錳酸鉀被還原，在M6nm吸收值降低；通過測(cè)量反應(yīng)后的高錳酸鉀溶液在M6nm的吸收值，以減少的吸光度計(jì)算含烯鍵物質(zhì)的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，其中，含烯鍵物質(zhì)含量的計(jì)算是1)將不同濃度的含烯鍵物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)品溶液加入高錳酸鉀溶液中，配制成系列濃度梯度的含烯鍵物質(zhì)的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)量該高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液在546nm的吸收值；以每次加入的含烯鍵物質(zhì)濃度為X軸，相應(yīng)的吸收值為Y軸做標(biāo)準(zhǔn)曲線得出回歸方程；2)將含烯鍵物質(zhì)加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)量546nm吸收值，將該吸收值帶入所述回歸方程得到樣品中含烯鍵物質(zhì)的含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，其中，步驟1和步驟2是將溶液稀釋后取上清液進(jìn)行測(cè)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，其中，稀倍數(shù)為15-20倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，其中，該含烯鍵物質(zhì)包括液態(tài)異戊二烯、氣態(tài)異戊二烯、環(huán)己烯、苯乙烯、肉桂酸、肉桂醛、肉桂醇。
全文摘要
一種含烯鍵物質(zhì)的定量檢測(cè)方法，以高錳酸鉀作為氧化劑把烯鍵氧化成鄰二醇，同時(shí)高錳酸鉀被還原，在546nm吸收值降低；通過測(cè)量反應(yīng)后的高錳酸鉀溶液在546nm的吸收值，以減少的吸光度計(jì)算含烯鍵物質(zhì)的含量。本發(fā)明能真正體現(xiàn)含烯鍵物質(zhì)的總量，而基于積分的色譜法只是對(duì)含烯鍵物質(zhì)濃度積分得到的一個(gè)近似總量，并且只需根據(jù)實(shí)際需求，每隔數(shù)小時(shí)取樣即可，比傳統(tǒng)的色譜法每隔幾分鐘取樣更便捷。
文檔編號(hào)G01N21/31GK102305770SQ20111012841
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者咸漠, 秦博 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所