专利名称：液体中总氮含量的测定方法
技术领域：
本发明涉及一种氮的分析测定的技术领域，尤其涉及一种液体中总氮含量的测定方法。
背景技术：
总氮包括硝酸盐、亚硝酸盐和氨盐等无机氮和蛋白质、氨基酸、核糖核酸、酶和有机胺等有机氮。对生命体来说，氮是维持生命体征的必要元素，它是生物体内蛋白质、核糖核酸等结构单元的组成成分，是生命活动的基础。氮素营养在多方面直接或间接地影响生物体的代谢和生长发育，对生物体的生命活动有着重要的意义。为了保持体内氮素的代谢平衡，维持生物体的生命体征，需要不断从外界摄取氮素类营养物质，如牛奶、豆浆等液体类氮素营养物质，牛奶中的蛋白质为全蛋白质，包含了人体所有的必需氨基酸，具有非常高的营养价值，因此这些营养物质的含氮量成为评价其营养价值的重要指标之一。另外对于液体中最常见的水来说，它的总氮含量是衡量水质的重要指标之一，常被用来表示水体受营养物质污染的程度，是环境水检测的主要项目之一，因此，建立一种快速、简便、准确的液体中总氮含量的测定方法有着重要的社会意义。近年来，越来越多的科研工作者致力于对液体中总氮含量的测定。如邹琳等利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物质，其最佳吸收波长为 550nm，采用分光光度法对得到的紫红色物质进行测定，得到水中的总氮含量。高压消解对于含氮化合物中的无机氮具有较好的消解效果，但是对水溶性蛋白质等蛋白质氮，如水溶性牛皮胶原蛋白来说，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，从而影响总氮含量的测定，导致对总氮测定的回收率低，得到的测定结果不准确。对于液体样品来说，尤其是液体类营养物质，其大部分蛋白质氮为水溶性的，而且其中还含有还原性成分，如糖类，这些还原性成分会与氧化剂反应，从而影响对含氮组分的消解，采用上述方法对其中的总氮含量进行测定时，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总氮含量的测定方法，本发明提供的方法对含氮化合物的测定具有较高的回收率，对液体中总氮的测定具有高的回收率，测定结果准确。本发明提供一种液体中总氮含量的测定方法，包括以下步骤a)提供液体的含氮待测试样；
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，得到液体中的总氮含量。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，所述高温加热的温度为110°C 140°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，所述加压高温加热的压力为5. 5Psi 7. 5Psi。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总氮含量的测定方法，包括以下步骤提供液体的含氮待测试样；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，得到液体中总氮含量。在本发明中，过硫酸钾在加热条件下会释放出活性氧原子
，得到的活性氧原子
对液体样品进行初步消解，然后在紫外催化的条件下，部分活性氧原子
在紫外光条件下与水反应生成自由基，该自由基使液体样品中的含氮化合物得到进一步地消解；接着，在高温条件下，活性氧原子
对样品中的含氮化合物进行更进一步地消解，最终使各类含氮组分得到更加完全和彻底地消解。本发明提供的方法在对液体中的含氮组分进行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，消除了还原性组分对消解效果的影响，提高了消解结果的均一性，提高了对总氮测定的回收率和测定结果准确性。另外，本发明提供的测定方法具有良好的稳定性和重复性。实验结果表明，本发明提供的方法对水溶性牛皮胶原蛋白测定的回收率达到97. 2 % 100. 7 %，对亮氨酸测定的回收率达到99. 0 %，对缬氨酸测定的回收率为 93. 7% 101.4%。另外，本发明提供的方法采用连续消化的方式，操作简单、省时，步骤简便，且消解条件温和，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；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。
具体实施例方式本发明提供了一种液体中总氮含量的测定方法，包括以下步骤a)提供液体的含氮待测试样；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，得到液体中总氮含量。本发明针对所述液体种类不同，获得含氮待测试样的方法也不同，如果液体中含有不溶性杂质，如污水，本发明将所述液体进行过滤，除去其中不溶性杂质，得到滤液，即为液体的含氮待测试样；如果所述液体的氮含量较高，则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，得到液体的含氮待测试样；如果所述液体的氮含量较低，则将所述液体优选浓缩2 20倍，更优选为5 15倍，最优选为8 10倍，得到液体的含氮待测试样。得到液体的含氮待测试样后，为了减小液体中还原性组分对其中总氮含量测定的干扰，本发明在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。本发明优选向所述待测样品中加入过氧化氢，所述过氧化氢与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。得到所述待测试样后，为了减小杂质对液体中总氮含量测定的干扰，本发明在对所述待测试样进行消解前优选除去所述待测试样中的杂质，得到所述液体的待测试样，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滤液中加入活性炭， 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滤液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
^J. ο得到所述液体的含氮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
会对待测试样中的含氮化合物进行消解，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 0 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，得到紫外催化得消解产物。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进一步地消解，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 8Psi，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，所述消解产物中的硝酸盐被定量还原为亚硝酸盐，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lg/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 Sg/ 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535nm 545nm。根据上述技术方案得到的紫外光谱数据和预定的标准曲线，即可得到液体中总氮含量。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. 1%，优选用水将得到储备液稀释至标准溶液的浓度。得到系列浓度的标准溶液后，本发明在加热条件下，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。所述过硫酸钾优选为过硫酸钾溶液，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 以 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. 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。
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得到混合溶液后，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。 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消解产物的紫外光谱数据和标准曲线，经过计算即可得到液体中总氮的质量，再将所述总氮的质量除以上述液体的体积或质量，得到液体中总氮含量。在本发明中，测定了液体中的含氮物质，包括水溶性牛皮胶原蛋白、亮氨酸和缬氨酸，对水溶性牛皮胶原蛋白测定的回收率为97. 2% 100.7%，对亮氨酸测定的回收率达到99. 0%，对缬氨酸测定的回收率为93. 7% 101. 4 %，结果准确。水溶性牛皮胶原蛋白，是由牛的细胞合成的一种生物性高分子，广泛存在于牛骨、 腱、软骨和皮肤及其他结缔组织中，具有支撑器官、保护集体的功能。胶原蛋白产品在食品与化妆品中的研究及应用已成为一个热点。亮氨酸为人体必须的氨基酸之一，具有式(I)结构
权利要求
1.一种液体中总氮含量的测定方法，包括以下步骤a)提供液体含氮待测试样；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，得到液体中的总氮含量。
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4所述的测定方法，其特征在于，所述高温加热的温度为110°C 140 "C。
6.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。
7.根据权利要求6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。
8.根据权利要求7所述的测定方法，其特征在于，所述加压高温加热的压力为 5. 5Psi 7. 5Psi。
9.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。
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总氮含量的测定方法，包括以下步骤提供液体的含氮待测试样；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，得到液体中的总氮含量。本发明提供的方法对液体样品中的含氮组分消解更加完全和彻底，具有良好的消解效果，在对待测试样中的含氮组分消解的同时也消解了其中的还原性组分，使其失去还原作用，减小了对总氮含量测定的干扰，从而提高了消解效果的均一性，提高了对总氮测定的回收率，提高了测定结果的准确性。
文档编号G01N21/33GK102519899SQ201110459999
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