Способ анализа углеводородов в биологическом материале

Способ анализа углеводородов в биологическом материале

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ АНАЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ В БИОЛОГИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ путем термодесорбции летучих составляющих биологическ|1х материалов, сорбции их на сорбенте и хроматографического анализа, о. тличающийся тем, что, с целью сокращения времени и упрощения анализа, биологический материал перед проведением термодесорбции помещают на дно ампулы и засыпают сверху слоем адсорбента, после термодесорбции ампулы охлаждают !до 20-25 С и вводят в нее растворитель.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, в качестве адсорбента используют оксид алюминия, а в качестве растворителя -парафиновые углеводороды,причем при проведении термодесорбции нижнюю часть амплитуды с биологическим материалом нагревают до 500-600 С, а температуру адсорбента поддерживают равной 20-25" С.-2§(Л00о ^ ^00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01)

3(51) G 01 N 31 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц -:..:|а.

° "."-.t fl e g 5 д "" 4И ОТЕКа (21) 2740706/23-25 (22) 23.02.79 (46) 07.06.84. Бюл. Ф 21 (72) Л.В. Андреев, Ю.Т. Калинин, В.В. Помазанов, Н.П. Пантелеев, В.П. Желифонова, С.Б. Зезин и Р ° М. Федорович (71) Институт биохимии и физиблогии микроорганизмов АН СССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения и Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического синтеза белковых веществ (53) 543.544(088.8) (56) 1. Определение содержания углеводородов "Отраслевой стандарт", 0СТ 59-17-76, Главмикробиопром, 1976..

2. Total Residual Hydrocarbons

and Residual Aromatic Hydrocarbens

IUPAC. Inform Bulletin Technol. Reports, N - 12, 1974, р. 20 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ АНАЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ В БИОЛОГИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ путем термодесорбции летучих составляющих биологических материалов, сорбции их на сорбенте и хроматографического анализа, о. т л и ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью сокращения времени и упрощения анализа, биологический материал перед проведением термодесорбцин помещают на дно ампулы и засыпают сверху слоем адсорбента, после термодесорбции ампулы охлаждают

6 до 20-25 С и вводят в нее растворитель.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а; ю шийся тем, что, в качестве адсорбента используют оксид алюминия, а в качестве растворителя— парафиновые углеводороды, причем при проведении термодесорбцнн нижнюю часть амплитуды с биологическим материалом нагревают до 500-600 С, а температуру адсорбеита поддерживают равной 20-25 С.

8077

Изобретение относится к области анализа биологических материалов, в частности к анализу белково-витаминных концентратов (БВК), выпускаемых микробиологической промышлен5 костью.

В настоящее время углеводороды широко используют в качестве источника углерода для микроорганизмов при получении БВК. Неиспользованные угле- „ водороды, оставшиеся в готовом продук- те, ухудшают его качество. Поэтому необходим контроль за содержанием остаточных углеводородов в БВК.

Известен способ определения: таточ-"15 ных углеводородов в БВК, включающий экстракцию углеводородов из BBK гексаном, омыление экстракта, промывку омыленного экстракта водой, его очистку от полярных примесей методом колоночной хроматографии и определение углеводородов весовым методом после упаривания гексана (метод ОСТ) (1 ).

Известен также способ определения остаточных углеводородов в БВК, вклю- 25 чающий щелочной гидролиз БВК, экстракцию углеводородов из гидролизата гексаном, промывку экстракта водой, очистку экстракта методом колоночной хроматографии и последующее определение количества углеводородов мето. дом газожидкостной хроматографии (метод IUPAC) $27.

Этот способ является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту.

Недостатками метода IUPAC являются многостадийность и длительность анализа: щелочной гидролиз занимает

3 ч, а экстракция, промывка и коло40 ночная хроматография требует еще

6-8 ч.

Целью изобретения является сокращение времени и упрощение анализа.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе ана45 лиза углеводородов в биологическом материале этот материал перед термоадсорбцией помещают на дно ампулы и засыпают сверху слоем адсорбента, а !сле термодесорбции ампулу охлаждают до 20-25 С и вводят в нее растворитель.

В качестве адсорбента используют оксид алюминия или силикагель, а в качестве растворителя — парафиновые углеводороды, причем при проведении термодесорбции нижйюю часть амплитуды нагревают до 500-600 С, а темпе88 2 ратуру адсорбента поддерживают равной 20-25 С.

На фиг. 1 изображена схема установки„ включающая печь 1, ампулу 2 с пробой биологического материала

3 и cëîåè сорбента 4.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Навеску биологического материала наносят на дно стеклянной ампулы и засыпают сверху слоем сорбента. Дно ампулы нагревают до температуры, достаточной для пиролиза биологического материала, быстрого высвобождения и испарения углеводородов. Сорбент располагается в холодной зоне и сорбирует углеводороды. Выбранный сорбент при последующей экстракции растворителем десорбирует только углеводороды и не десорбирует полярные продукты пиролитического разложения биомассы.

В качестве такого сорбента целесообразно использовать оксид алюминия.

При экстракции гексаном с оксида алю-. миния десорбируются главным образом углеводороды, а полярные продукты пиролиза и осмоления биомассы остаются на сорбенте. Специальные опыты по-. казали, что в выбранных условиях термодесорбции не происходит пиролиза анализируемых углеводородов, т.е. качественный и количественный состав их по сравнению с исходным не меняется.

Пример 1. В стеклянную ампулу длиной 80 мм и внутренним диаметром 3 мм помещают 18,2 мкг внутреннего стандарта в виде гексанового раствора нормального докозана (концентрация 18,2 мг/мл) и 39,3 мг высушенной биомассы кормовых дрожжей.

Биомассу уплотняют-постукиванием дна ампулы о твердую поверхность.,Затем в ампулу вносят 70 мг оксида алюминия. Дно ампулы ставят на микропечь, как показано на фиг. 1, нагретую доо

600 С. Термодесорбция проводится в течение одной минуты, затем ампулу охлаждают до комнатной температуры

0,5-1 мин и в ампулу вносят 0,15 мл гексана. Содержимое ампулы перемешивают с помощью стальной проволоки, суспензия отстаивается в течение

1-1,5 мин., i мкл гексанового раствора отбирают микрошприцем и вводят в дозатор газового хроматографа.

Анализ проводят на хроматографе

Hewlett-Packard модель 5830 А, снабженном дифференциальным пламенно807788 4 ется в качественном отношении. На фиг. 2 цифры над пиками обозначают число углеродных атомов в молекулах н-парафинов.

Наряду с нормальными парафинами в углеводородной фракции, выделенной из кормовых дрожжей, присутствую также и другие изомерные углеводоро1р ды, которые не разделяются на хроматограммах, но могут быть определены параллельно весовым методом. Поэтому . в данном примере сравнивается только содержание нормальных парафинов в смеси углеводородов, выделенных по .методу ОСТ, IUPAC и методу термодесорбции. Данные приведены в табл. 1.

Таблица 1

Процентное содержание н-парафинов в биомассе кормовых дрожжей, определенное различными методами

Метод определения

Содержание веществ в весовых процентах в сухой биомассе

ОСТ 59-17-76

IUPAC

Термодесорбция

Суммарные углеводороды, определено взвешиванием

0,491-0,502*

0,492

0,087 н-Парафины, определенные газожидкостной хроматографией

О, 127**

0,029*

О, 136-0, 139

Вычислено по данным о содержании н-парафинов по фракции углеводородов„ выделенной по методу, **

Содержание н-парафинов в углеводородной фракции, выделенной по методам

ОСТ и IUPAC, определено методом внутреннего стандарта (использовался н-докозан в качестве внутрен. станд.).

Пример 2. В условиях приме- ра 1 проводят определение нормальных парафинов, выделенных из биомассы лиофильно высушенных дрожжей Hansenula polymorpha DL-1, выращенных на минеральной среде с метанолом (17)

11Е. Для анализа взято 26 мг биомассы Hansenula polymorpha DL-1 18,2 мг нормального доказана и 70 мг окиси алюминия. 55

На фиг. 4 видно, что в образце, полученном предлагаемым способом из дрожжей, выращенных на минеральной

3 ионизационным детектором. Используют стеклянную капиллярную колонку

12 х 0,2 мм, заполненную OV-101.

Температуру программируют от 120 до

240 со скоростью 8 град/мин. Температура дозатора 350 С, Деление потока на входе в колонку 1:50.

На фиг. 2 приведена хроматограмма углеводородов, выделенных методом термодесорбции; на фиг. 3 — хроматограмма углеводородов, выделенных из того же образца биомассы по методу

IUPAC.

Сравнение этих хроматограмм показывает, что состав углеводородов, выделенных из кормовой биомассы обоими методами, практически не отличасреде с метанолом, имеются лишь микропримесные количества углеводородов, которые, вероятно, синтеэированы самой культурой. На хроматограмме отсутствуют в заметных количествах какие-либо продукты пиролиза или осмоления биомассы, которые могли бы помещать точному количественному анализу углеводородной фракции. Так же как и в предыдущих случаях (фиг.

2, 3) в анализируемую биомассу вносился внутренний стандарт (н-докозан).

Полученные результаты позволили сде807788 лать вывод о том, что углеводороды не образуются в результате пиролиза или осмоления биомассы.

Пример 3. Для определения весового содержания суммарных углеводородов в биомассе в качестве внешнего стандарта может быть использована смесь остаточных углеводородов, экстрагированная иэ дрожжей. В табл.2 приведено сравнение содержания суммар- 1Î ных углеводородов в весовьж процентах, определенньж по методу IUPAC йпо предлагаемому методу термодесорбции. Данные табл, 2 показывают, Таблица 2

Процентное содержание н-парафинов в кормовых дрожжах, определенное методом IUPAC и предлагаемым методом, с использованием внешнего стандарта, вес. Й

Метод определения

Норма образцов

) !

ХОРАС

1 2 3 4 5

0,48

0,13 0,56

0,14

0,10

Термодесорбция

0,49

0,24

0,44

0,12

0,19

ЗО личить выход кондиционного продукта за счет своевременного контроля его качества. Выполнение анализов может быть автоматизировано, Применение изобретения для определения качества БВК по содержанию остаточных углеводородов позволяет резко повысить производительность труда при проведении анализов и увечто предлагаемый способ термодесорбции позволяет выделить и определить

/ большие количества суммарных углеводородов нэ анализируемого материала по сравнению с прототипом. В примере

3 газохроматографический анализ проводят на насадочной стеклянной колонке 2 м х 3 мм, заполненной хромосорбом W-HP (Мерк, ФРГ), эернением

100-120 меш. В качестве фазы исполь эуют ОЧ вЂ” 17,8É. Программирование температуры колонки ведут е от 100 до 260 со скорость ю/мин

807788

Редактор Л. Утехина

Техред О.Неце

Корректор В. Гирняк

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3953/1 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5