專利名稱：一種含烯鍵物質的定量檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含烯鍵物質的定量檢測方法。
背景技術：
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化學品并廣泛用于多種領域。利用可再生的生物質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研究熱點。由于生物反應過程的復雜性，需要創(chuàng)建一種合適的分析方法來對這些生物基化學品進行定量，從而對發(fā)酵過程的產量、產率、生產強度等參數有一個較好的評價。目前對含烯鍵物質，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液態(tài)或氣態(tài)的異戊二烯濃度進行測量。但是在好氧發(fā)酵的不同階段產生的異戊二烯濃度很不相同，色譜法測量發(fā)酵過程中異戊二烯的總量是通過每隔幾分鐘測量異戊二烯濃度，最后積分得出總量。這就必然導致色譜法測異戊二烯總產量時需要頻繁取樣，操作繁瑣，而且色譜法本身也具有樣品處理麻煩，測量價格昂貴等缺點。鑒于色譜法的這些劣勢，利用傳統(tǒng)的分光光度法來測量發(fā)酵尾氣中的異戊二烯產量是一種更便捷、準確、廉價的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種對含烯鍵物質的定量檢測方法。為實現上述目的，本發(fā)明提供的含烯鍵物質的定量檢測方法，以高錳酸鉀作為氧化劑把烯鍵氧化成鄰二醇，同時高錳酸鉀被還原，在M6nm吸收值降低；通過測量反應后的高錳酸鉀溶液在M6nm的吸收值，以減少的吸光度計算含烯鍵物質的含量。所述含烯鍵物質的定量檢測方法，其中，含烯鍵物質含量的計算是1)將不同濃度的含烯鍵物質的標準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的高錳酸鉀標準溶液，測量該高錳酸鉀標準溶液在546nm的吸收值；以每次加入的含烯鍵物質濃度為X軸，相應的吸收值為Y軸做標準曲線得出回歸方程；2)將含烯鍵物質加入高錳酸鉀標準溶液，測量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的含量。所述含烯鍵物質的定量檢測方法，其中，步驟1和步驟2是將溶液稀釋后取上清液進行測量。所述含烯鍵物質的定量檢測方法，其中，稀倍數為15-20倍。所述含烯鍵物質的定量檢測方法，其中，該含烯鍵物質包括液態(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)點是1、能真正體現含烯鍵物質的總量，而基于積分的色譜法只是對含烯鍵物質濃度積分得到的一個近似總量。2、本發(fā)明在測定發(fā)酵過程中，只需根據實際需求，每隔數小時取樣即可，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。總之，本發(fā)明更適合測量含烯鍵物質在發(fā)酵過程中的產量、產率以及相關參數，對優(yōu)化發(fā)酵過程和工藝提供了一個有用的工具。
具體實施例方式本發(fā)明的技術方案是以高錳酸鉀作為氧化劑把烯鍵氧化成鄰二醇，同時高錳酸鉀被還原，在M6nm特征光學吸收值降低。通過測量反應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算含烯鍵物質的含量。本發(fā)明的定量檢測方法步驟如下1)配置系列濃度梯度的含烯鍵物質的標準品溶液，如5、10、20、30、40、60、80、 120、160、240、320mg/l。2)配置高錳酸鉀標準溶液，高錳酸鉀標準溶液濃度比如可以是lg/Ι，并用氫氧化鈉調節(jié)PH =12。3)將系列濃度梯度的含烯鍵物質的標準品溶液加入高錳酸鉀溶液，室溫中震蕩混勻使反應完全后，離心將上清液稀釋15-20倍測量M6nm吸光值；以每次加入的含烯鍵物質的標準品濃度為X軸，相應的吸收值為Y軸做標準曲線，線性擬合得出回歸方程，并繪制標準曲線。4)樣品的測量取一定體積或質量的含烯鍵物質加入高錳酸鉀標準溶液，按步驟 3進行操作，得到的吸收值帶入上述回歸方程得到樣品中含烯鍵物質的含量。本發(fā)明可用于檢測發(fā)酵過程中產生的異戊二烯，發(fā)酵過程中產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，不同的時間點檢測高錳酸鉀溶液吸光度來對發(fā)酵過程中的異戊二烯進行定量。其中發(fā)酵尾氣可以通過氣體流量計將部分尾氣用于測量，其他用于收集。以下通過若干實施例對本發(fā)明做出進一步說明，各實施例中列舉了不同的含烯鍵物質。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，同時高錳酸鉀被還原條件的含烯鍵物質，均可以采用本發(fā)明的方法進行定量檢測，因此所舉的實施例不限制本發(fā)明保護的范圍。實施例1 利用高錳酸鉀比色法檢測液態(tài)的異戊二烯樣品將三個已知濃度G0、80、120mg/1)的液態(tài)異戊二烯樣品分別加入高錳酸鉀標準溶液(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倍測量M6nm吸光值，根據回歸方程計算異戊二烯的濃度。每個樣品做6 次重復來測定該法的精確度(相對標準偏差％ RSD)。通過測量值與實際值的對比得出該法的準確度(相對誤差％ RE)?；貧w方程為C = -359. 71A+280. 43 (C 可檢測的異戊二烯濃度，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(r) =0.99931。表1為實施例1測量液態(tài)異戊二烯樣品的準確度和精確度。由表1可知本法具有較好的精確度(％ RSD < 3. 92)和準確度(％ RE < 2. 43)。
實施例2 利用高錳酸鉀比色法檢測發(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(34°C )使得發(fā)酵過程中產生的異戊二烯揮發(fā)至發(fā)酵尾氣。通過氣體流量計將1/30的尾氣用于測量，將分支排氣管浸入高錳酸鉀標準溶液，在發(fā)酵不同的時間(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倍測量M6nm吸光值，根據回歸方程計算異戊二烯的濃度?；貧w方程為C =-359. 71A+280. 43 (C 可檢測的異戊二烯濃度，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(r) = 0. 99931。同時用氣相色譜法對總的異戊二烯產量進行分析(每隔10分鐘測濃度，積分得出產量)，氣相色譜儀(Varian 450-GC，USA)毛細管柱(FFAP ；25m*0. 25mm*0. 20 μ m ；USA)， 火焰離子化檢測器(FID)，進樣室和檢測室溫度均為100°C，柱溫恒定為50°C。每隔四小時，用該法來計算異戊二烯產量(分支排氣管中的異戊二烯產量*30)， 同時用氣相色譜法來測量，并對這兩種方法進行τ檢驗對比。表2是實施例2測量發(fā)酵過程中異戊二烯的產量。由表2可知實際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)定的檢測范圍內，這兩種方法在精確度和準確度方面差異不大。氣相色譜法需要連續(xù)的每隔10分鐘取樣測量，而本法只需每4小時或者2小時取樣。實施例3 利用高錳酸鉀比色法檢測環(huán)己烯將環(huán)己烯樣品加入高錳酸鉀標準溶液(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倍測量546nm吸光值，根據回歸方程計算環(huán)己烯的濃度。回歸方程為C = -671. 14A+503. 40 (C 可檢測的環(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(r)= 0.99915。實施例4 利用高錳酸鉀比色法檢測苯乙烯將苯乙烯樣品加入高錳酸鉀標準溶液(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倍測量546nm吸光值，根據回歸方程計算苯乙烯的濃度。回歸方程為C = -584. 80A+442. 19 (C 可檢測的苯乙烯濃度，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(r)= 0.99838。實施例5 利用高錳酸鉀比色法檢測肉桂酸將肉桂酸樣品加入高錳酸鉀標準溶液(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倍測量546nm吸光值，根據回歸方程計算肉桂酸的濃度。回歸方程為C = -662. 25A+487. 22 (C 可檢測的肉桂酸濃度，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(r)= 0.99607。實施例6 利用高錳酸鉀比色法檢測肉桂醛將肉桂醛樣品加入高錳酸鉀標準溶液(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倍測量546nm吸光值，根據回歸方程計算肉桂醛的濃度。回歸方程為C = -393. 70A+301. 34(C 可檢測的肉桂醛濃度，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(r)=0.99711。實施例7 利用高錳酸鉀比色法檢測肉桂醇將肉桂醇樣品加入高錳酸鉀標準溶液(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倍測量M6nm吸光值，根據回歸方程計算肉桂醇的濃度?；貧w方程為C = -431. 03A+336. 78 (C 可檢測的肉桂醇濃度，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(r) = 0. 99949。表 權利要求
1.一種含烯鍵物質的定量檢測方法，以高錳酸鉀作為氧化劑把烯鍵氧化成鄰二醇，同時高錳酸鉀被還原，在M6nm吸收值降低；通過測量反應后的高錳酸鉀溶液在M6nm的吸收值，以減少的吸光度計算含烯鍵物質的含量。
2.根據權利要求1所述含烯鍵物質的定量檢測方法，其中，含烯鍵物質含量的計算是1)將不同濃度的含烯鍵物質的標準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的高錳酸鉀標準溶液，測量該高錳酸鉀標準溶液在546nm的吸收值；以每次加入的含烯鍵物質濃度為X軸，相應的吸收值為Y軸做標準曲線得出回歸方程；2)將含烯鍵物質加入高錳酸鉀標準溶液，測量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的含量。
3.根據權利要求1所述含烯鍵物質的定量檢測方法，其中，步驟1和步驟2是將溶液稀釋后取上清液進行測量。
4.根據權利要求3所述含烯鍵物質的定量檢測方法，其中，稀倍數為15-20倍。
5.根據權利要求1所述含烯鍵物質的定量檢測方法，其中，該含烯鍵物質包括液態(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
一種含烯鍵物質的定量檢測方法，以高錳酸鉀作為氧化劑把烯鍵氧化成鄰二醇，同時高錳酸鉀被還原，在546nm吸收值降低；通過測量反應后的高錳酸鉀溶液在546nm的吸收值，以減少的吸光度計算含烯鍵物質的含量。本發(fā)明能真正體現含烯鍵物質的總量，而基于積分的色譜法只是對含烯鍵物質濃度積分得到的一個近似總量，并且只需根據實際需求，每隔數小時取樣即可，比傳統(tǒng)的色譜法每隔幾分鐘取樣更便捷。
文檔編號G01N21/31GK102305770SQ20111012841
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權日2011年5月13日
發(fā)明者咸漠, 秦博 申請人:中國科學院青島生物能源與過程研究所