专利名称：一种液体中非蛋白质氮含量的测定方法
技术领域：
本发明涉及一种氮的分析测定技术领域，尤其涉及一种液体中非蛋白质氮含量的测定方法。
背景技术：
蛋白质是生命的物质基础，由于蛋白质组成及其性质的复杂性，通常用总氮含量表示蛋白质氮的含量。然而总氮中还包含大量非蛋白质氮成分如氨基酸、核糖核酸、生物碱、硝酸盐、亚硝酸盐和氨盐等，给蛋白质氮的测定带来较大的误差。例如对液体营养物质进行测定，用上述总氮含量代替蛋白质氮含量的方法会使得到的蛋白质含量高于实际的蛋白质含量，影响对液体营养物质品质的评价，还给了不法分子以可乘之机，以含氮量高的非蛋白质氮冒充蛋白质氮，因此为了对液体的营养价值做出正确地判断，还需要对其中的非蛋白质氮的含量进行测定，作为判断液体中蛋白质氮含量的辅助手段。另外，对于水体富营养化的评价，非蛋白质氮含量是其中的评价指标之一，常被用来作为水体受营养物质污染的程度判定的辅助手段，是环境水检测的主要项目之一。因此，建立一种快速、简便、准确的测定液体中非蛋白质氮含量的方法有着重要意义。
对于氮含量的测定，研究者们开展了大量的工作。如邹琳等采用流动注射分析仪测定了水中的总氮和总磷的含量(邹琳，周圣东，陈卫.高压消解\流动注射光度法同时测定水中总氮与总磷.中国给水排水，2009，25 02) :93 97.)，其过程为在110°C下，将水样通过碱性过硫酸钾和硫酸两次消解，得到的消解产物分别进入流动注射分析仪中的总氮、总磷分析系统，得到水样中总氮、总磷的含量。在总氮分析系统中，消解产物通过一个镀铜的镉圈后，硝酸根被定量还原为亚硝酸根，在酸性条件下，亚硝酸根与磺胺和N-萘基乙二胺盐酸盐在45°C恒温条件下反应生成紫红色偶氮产物，其最佳吸收波长为550nm，采用分光光度法对得到的紫红色偶氮产物进行测定，得到水中的总氮含量。
高压消解对非蛋白质氮中的无机氮消解效果较好，但是对于某些氮杂环化合物、 植物碱类的非蛋白质氮，如茶碱等来说，由于其结构较为复杂，采用高压消解时存在消解不完全、不彻底的现象，从而造成对非蛋白质氮测定的回收率低，导致检测结果不准确。对于液体样品来说，尤其是液体营养物质，其中大部分非蛋白质氮为植物碱或氮杂环类化合物， 而且液体中还含有还原性物质，如糖类，这些还原性物质会与氧化剂反应，从而影响对含氮组分的消解，采用上述方法对其中的非蛋白质氮含量进行测定时，得到的消解产物不够完全和彻底，导致测定结果不准确。发明内容
本发明的目的在于提供一种液体中非蛋白质氮含量的测定方法，本发明提供的方法对非蛋白质氮的测定具有高的回收率，得到的液体中非蛋白质氮含量的结果准确。
本发明提供一种液体中非蛋白质氮含量的测定方法，包括以下步骤
a)分离液体中的蛋白质氮，得到含有非蛋白质氮的待测试样；
b)在加热条件下，向所述待测试样中加热过硫酸钾，得到混合溶液；
c)将所述混合溶液依次经过紫外催化和高温加热，得到消解产物；
d)检测所述消解产物，得到紫外光谱数据；
e)根据所述紫外光谱数据和预定的标准曲线，得到液体中非蛋白质氮含量。
优选的，所述紫外催化为在非硫酸酸性环境中进行紫外催化。
优选的，所述紫外催化的温度为90°C 110°C。
优选的，所述高温加热的温度为95°C 150°C。
优选的，所述高温加热为加压高温加热。
优选的，所述加压高温加热的压力为5Psi 8Psi。
优选的，所述步骤b)中的加热温度为90°C 110°C。
优选的，所述步骤a)具体为
向液体中加入蛋白质变性试剂，加热得到的混合物，分离后得到含有非蛋白质氮的待测试样。
优选的，所述蛋白质变性试剂为有机酸。
优选的，所述步骤b)前还包括
向所述待测试样中加入过氧化氢，氧化所述待测试样中的还原性组分；
和/或向所述待测试样中加入活性炭，除去所述待测试样中的无机色素；
和/或向所述待测试样中加入乙二胺四乙酸二钠，除去所述待测试样中的金属离子。
本发明提供了一种液体中非蛋白质氮含量的测定方法，包括以下步骤分离液体中的蛋白质氮，得到含有非蛋白质氮的待测试样；在加热条件下，向所述待测试样中加入过硫酸钾，得到混合溶液；将所述混合溶液依次经过紫外催化和高温加热，得到消解产物；检测所述消解产物，得到紫外光谱数据；根据所述紫外光谱数据和预定的标准曲线，得到液体样品中非蛋白质氮含量。在本发明中，过硫酸钾在加热条件下会产生活性氧原子
，得到的活性氧原子
对液体样品进行初步消解，然后在紫外催化条件下，部分活性氧原子
在紫外催化条件下与水反应生成自由基，该自由基使液体样品中的非蛋白质氮类化合物得到消解；接着，在高温条件下，活性氧原子
对液体中的非蛋白质氮类化合物进行进一步地消解，最终使各类非蛋白质氮组分消解。本发明提供的方法在对液体中的非蛋白质氮类化合物消解的同时也消解了其中的还原性组分，使其失去了还原作用，消除了对非蛋白质氮化合物消解的干扰，提高了消解结果的均一性，提高了对非蛋白质氮测定的回收率和准确性。另外，本发明提供的测定方法具有良好的稳定和重复性。
实验结果表明，本发明提供的方法对液体中的茶碱的回收率达到100.8%，另外， 本发明提供的方法采用连续消解的方式，且消解条件温和，操作简单、省时，步骤简便；本发明提供的方法批量处理样品能力较强，处理周期较短，大大提高了检测效率。


图1为本发明实施例1得到的紫外光谱图2为本发明实施例1得到的非线性二级标准曲线；
图3为本发明实施例1得到的线性标准曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种液体中非蛋白质氮含量的测定方法，包括以下步骤
a)分离液体中的蛋白质氮，得到含有非蛋白质氮的待测试样；
b)在加热条件下，向所述待测试样中加入过硫酸钾，得到混合溶液；
c)将所述混合溶液依次经过紫外催化和高温加热，得到消解产物；
d)检测所述消解产物，得到紫外光谱数据；
e)根据所述紫外光谱数据和预定的标准曲线，得到液体中非蛋白质氮含量。
为了便于对液体中非蛋白质氮含量进行测定，本发明优选对所述液体进行前处理，具体包括以下步骤
如果所述液体中含有不溶性杂质，如污水，过滤所述液体，除去其中的不溶性杂质，得到滤液；如果所述液体中氮含量较高，本发明将所述液体优选稀释2 20倍，更优选为5 15倍，最优选为8 10倍；如果所述液体中氮含量较低，本发明优选将所述液体浓缩2 20倍，更优选为5 15倍，最优选为8 10倍。
对所述液体进行前处理后，分离所述液体中的蛋白质氮，得到含有非蛋白质氮的待测试样。
本发明可以采用向液体中加入蛋白质变性试剂，加热得到的混合物，或紫外烘烤所述液体的方法，固化其中的蛋白质，分离固化后的蛋白质氮，得到含有非蛋白质氮的待测试样；本发明优选向液体中加入蛋白质变性试剂，将得到的混合物加热，分离固化后的蛋白质氮，得到含有非蛋白质氮的待测试样。所述蛋白质变性试剂优选为有机酸，更优选为醋酸水溶液；所述醋酸水溶液的体积分数优选为0. 5%，更优选为0. 3% 4%，最优选为0.5% 3% ；所述蛋白质变性试剂与液体的体积比优选为25 (1 10)，更优选为 25 (3 幻；优选将得到的混合物加热至沸腾；所述加热时间优选为5分钟 50分钟，更优选为8分钟 40分钟，最优选为20分钟 30分钟。
停止加热后，优选将得到的溶液趁热过滤，用所述蛋白质变性试剂优选淋洗1 次 10次，更优选为2次 8次，最优选为3 5次，合并每次得到的滤液，冷却后定容，得到含有非蛋白质氮的待测试样。
为了减小液体样品中的还原性组分对其中的非蛋白氮含量测定的干扰，本发明对所述待测试样进行消解前优选氧化所述待测试样中的还原性组分。在本发明中，优选向所述待测试样中加入过氧化氢，氧化所述待测试样中的还原性组分。所述过氧化氢与所述待测试样中的还原性组分进行氧化还原反应，使其失去还原作用，所述过氧化氢的质量浓度优选为3 % 50 %，更优选为10 % 30 %，本发明对所述氧化还原反应中原料的配比，反应条件等没有特殊限制，为本领域技术人员熟知的还原性物质与过氧化氢之间的氧化还原反应。
为了减小杂质对非蛋白质氮测定的干扰，本发明在对所述待测试样进行消解前优选除去其中的杂质，得到含有非蛋白质氮的待测试样。如所述待测试样中含有无机色素时， 可以采用以下方法处理优选向所述待测试样中加入活性炭，过滤得到的混合溶液，除去其中的无机色素；所述待测试样中含有金属离子时，可以采用以下方法处理优选向所述待测试样中加入乙二胺四乙酸二钠溶液，过滤得到的混合溶液，除去其中的金属离子，所述乙二胺四乙酸二钠溶液的浓度优选为0. lg/L 5g/L，更优选为0. 2g/L 3g/L，最优选为 0. 8g/L 2g/L ；所述待测试样中含有无机色素和金属离子时，可以先用上述方法除去无机色素再除去金属离子，也可以先用上述方法除去金属离子再除去无机色素。
得到含有非蛋白质氮的待测试样后，本发明在加热条件下，向所述待测试样中加入过硫酸钾，得到混合溶液。所述过硫酸钾在加热条件下释放出活性氧原子
，得到的活性氧原子
会对待测试样中的非蛋白质氮化合物进行消解，得到消解产物。所述过硫酸钾的质量与所述液体的体积比优选为Ig (1 20)mL，更优选为Ig Q M)mL，最优选为Ig (3 10)mL;优选向所述待测试样中加入过硫酸钾溶液，所述过硫酸钾溶液的摩尔浓度优选为0. lmol/L lmol/L，更优选为0. 15mol/L 0. 8mol/L,最优选为0. 25mol/ L 0. 5mol/L ；所述加热温度优选为90°C 110°C，更优选为95°C 105°C。
得到混合溶液后，本发明将所述混合溶液依次进行紫外催化和高温加热，得到消解产物。
首先将所述混合溶液进行紫外催化，得到紫外催化的消解产物。在紫外催化过程中，上述得到的部分活性氧原子
在紫外催化的条件下与水反应，优选在紫外灯照射条件下，生成自由基，所述自由基可对待测试样中的各类有机氮等还原性组分进行消解，得到紫外催化的消解产物。所述紫外催化优选在非硫酸酸性环境中进行紫外催化，更优选为在盐酸酸性环境中进行紫外催化；所述紫外催化的温度优选为90°C 110°C，更优选为 95°C 105 "C。
得到紫外催化的消解产物后，本发明将所述紫外催化的消解产物继续进行高温加热，得到所述待测试样的消解产物。在高温加热过程中，上述得到的活性氧原子
在高温条件下对所述紫外催化的消解产物进行更进一步的消解，得到所述待测样品的消解产物。所述高温加热的温度优选为95°C 150°C，更优选为110°C 140°C，最优选为120°C 130°C ；所述高温加热优选为加压高温加热，所述加压高温加热的压力优选为5Psi 8I^i， 更优选为5. 5Psi 7. 5Psi。
得到所述待测试样的消解产物后，检测所述消解产物，本发明优选采用紫外分光光度法检测所述消解产物，得到所述消解产物的紫外光谱数据。首先将得到的消解产物还原，得到亚硝酸盐，然后将所述亚硝酸盐优选与磺胺和Ν-α-萘基)乙二胺二盐酸盐反应， 得到紫红色产物，采用紫外分光光度法测定得到的紫红色产物，得到所述消解产物的紫外光谱数据。优选用镉将得到的消解产物还原，得到亚硝酸盐；所述磺胺的浓度优选为Ig/ L 50g/L，更优选为10g/L 40g/L，最优选为20g/L 30g/L ；所述N-萘基乙二胺盐酸盐的浓度优选为0. lg/L 10g/L,更优选为0. 5g/L 8g/L，最优选为lg/L 5g/L ；所述测定波长优选为520nm 560nm，更优选为530nm 550nm，最优选为5;35nm M5nm。
根据上述技术方案得到的液体的待测试样的紫外光谱数据和预定的标准曲线，即可得到液体中非蛋白质氮含量。
在本发明中，所述标准曲线优选按照以下方法获得
配制系列浓度的标准溶液；
在加热条件下，向所述标准溶液中加入过硫酸钾，得到混合溶液；
将所述混合溶液依次经过紫外催化和高温加热，得到消解产物；
检测所述消解产物，得到系列浓度标准溶液的紫外光谱数据；
根据所述紫外光谱数据绘制标准曲线。
本发明中所述标准溶液优选为硝酸钠水溶液，采用国家标准物质研究中心的硝酸盐氮标准，配制系列浓度的标准溶液。首先，配制标准物质的储备液，将得到的储备液稀释至标准溶液的浓度。所述标准溶液的质量浓度优选为0.001% 10%，更优选为0. 01% 5%，最优选为0. ；优选用醋酸溶液将标准物质储备液稀释到标准溶液的浓度，所述醋酸溶液的体积分数优选为0. 1 % 10 %，更优选为0. 25 % 8 %，最优选为0. 5 % 5%。
得到系列浓度的标准溶液后，本发明将在加热条件下，向所述标准溶液中加入过硫酸钾，得到混合溶液。所述过硫酸钾在加热条件下释放出活性氧原子
，得到的活性氧原子
会对所述标准溶液进行消解，得到消解产物。所述过硫酸钾与所述标准溶液中标准物质的质量比优选为1 (1 20)，更优选为1 0 15)，最优选为1 (3 10); 优选向所述标准溶液中加入过硫酸钾溶液，所述过硫酸钾溶液的摩尔浓度优选为0. Imol/ L lmol/L，更优选为0. 15mol/L 0. 8mol/L,最优选为0. 25mol/L 0. 5mol/L ；所述加热温度优选为90°C 110°C，更优选为95°C 105°C。
得到混合溶液后，将所述混合溶液依次进行紫外催化和高温加热，得到消解产物。 所述紫外催化和高温加热过程与上述技术方案中的紫外催化和高温加热的过程相同。
按照上述技术方案中的紫外催化和高温加热过程，得到消解产物后，检测所述消解产物，得到系列浓度标准溶液的紫外光谱数据。所述检测过程与上述技术方案中的检测过程相同。
根据上述技术方案中的检测过程，得到系列浓度标准溶液的紫外光谱数据后，根据所述紫外光谱数据及其对应的浓度绘制得到标准曲线。所述标准曲线优选为非线性二级标准曲线或线性标准曲线。
根据上述技术方案得到的液体样品消解产物的紫外光谱数据和标准曲线，经过计算得到液体中非蛋白质氮的质量，再将所述非蛋白质氮的质量除以所述液体的体积或质量，得到液体中非蛋白质氮含量。
本发明对液体含有的非蛋白质氮化合物中的茶碱进行测定，得到对茶碱测定的回收率达到了 100.8%。
茶碱是甲基嘌呤类药物，是氮杂环化合物，具有式(I)结构
权利要求
1.一种液体中非蛋白质氮含量的测定方法，包括以下步骤a)分离液体中的蛋白质氮，得到含有非蛋白质氮的待测试样；b)在加热条件下，向所述待测试样中加热过硫酸钾，得到混合溶液；c)将所述混合溶液依次经过紫外催化和高温加热，得到消解产物；d)检测所述消解产物，得到紫外光谱数据；e)根据所述紫外光谱数据和预定的标准曲线，得到液体中非蛋白质氮含量。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述紫外催化为在非硫酸酸性环境中进行紫外催化。
3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述紫外催化的温度为90°C 110°C。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述高温加热的温度为95°C 150°C。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述高温加热为加压高温加热。
6.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，所述加压高温加热的压力为5Psi SI3Si。
7.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述步骤b)中的加热温度为90°C 110°C。
8.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述步骤a)具体为向液体中加入蛋白质变性试剂，加热得到的混合物，分离后得到含有非蛋白质氮的待测试样。
9.根据权利要求8所述的测定方法，其特征在于，所述蛋白质变性试剂为有机酸。
10.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述步骤b)前还包括向所述待测试样中加入过氧化氢，氧化所述待测试样中的还原性组分；和/或向所述待测试样中加入活性炭，除去所述待测试样中的无机色素；和/或向所述待测试样中加入乙二胺四乙酸二钠，除去所述待测试样中的金属离子。
全文摘要
本发明提供一种液体中非蛋白质氮含量的测定方法，包括以下步骤分离液体中的蛋白质氮，得到含有非蛋白质氮的待测试样；在加热条件下，向所述待测试样中加热过硫酸钾，得到混合溶液；将所述混合溶液依次经过紫外催化和高温加热，得到消解产物；检测所述消解产物，得到紫外光谱数据；根据所述紫外光谱数据和预定的标准曲线，得到液体中的非蛋白质氮含量。本发明的方法能够更加完全和彻底的消解液体中的非蛋白质氮，具有良好的消解效果，在对液体中非蛋白质氮消解的同时也消解了其中的还原性组分，使其失去了还原作用，减少对非蛋白质氮消解的干扰，从而提高了消解结果的均一性，提高了对非蛋白质氮测定的回收率，提高了测定结果的准确性。
文档编号G01N21/33GK102519901SQ20111046014
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者孔浩辉 申请人:广东中烟工业有限责任公司