[發明專利]小分子羧基酸和氨基酸的連續電位滴定分析方法

無效

• 申請號: 201010535252.6
• 申請日: 2010-11-09
• 公開（公告）號: CN102023197A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 曹家興;陸建平
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G01N31/16
• 分類號: G01N31/16
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術領域

本發明屬于化學分析技木領域，涉及一種容量分析方法，特別涉及一種小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析的方法。

背景技術

小分子羧基酸如甲酸、乙酸、丙酸、烏頭酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、草酸和乳酸等常見羧基酸，這類酸的特征之一是其羧基(-COOH)解離常數pKa值一般在3～7之間；氨基酸如天冬氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、組氨酸、酪氨酸、纈氨酸和丙氨酸，這類酸的特征之一是其pK₂(-N⁺H₃)一般在9～11之間。這些有機酸的存在及含量對生產和生活中都有實際的意義。

目前，有機酸測定的方法主要是色譜法，如氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、離子色譜法(IC)和毛細管電泳(CE)等。但是這些測定方法中，GC法要求分離前對有機酸進行衍生，樣品前處理繁瑣費時；HPLC和IC在有機酸分析中應用最為廣泛，它們的主要缺點是消耗的溶劑量大，分析時間長，色譜柱價格昂貴，而且實際樣品中的復雜成分會縮短色譜柱的有效壽命等，而且CE在測定中靈敏度和重現性方面仍存在不足等。滴定法是一種傳統經典的常量分析方法，可應用于有機酸的滴定分析，但都是基于以游離酸形式存在，或通過蒸餾等方法獲得純酸再滴定的樣品，目前尚不能對復雜樣品中以其它形式存在的有機酸根成分進行分析。

對氨基酸而言，由于水溶液中的氨基酸為兼性離子，一般不能直接用堿滴定氨基酸的羧基，滴定法測定氨基酸的方法都是基于甲醛與氨基酸上的-N⁺H₃結合，形成-NH-CH₂OH、-N(CH₂-OH)₂等羥甲基衍生物，使-N⁺H₃上的H⁺游離出來后用堿滴定，進而計算氨基酸的含量。這種方法存在的問題是需要向滴定液中加入大量甲醛，這會對分析環境和操作人員有不利影響，同時有少數氨基酸由于結構差異，與甲醛的結合不穩定，如脯氨酸與甲醛作用后，生成的化合物不穩定，導致滴定結果偏低，而酪氨酸含酚基結構，導致滴定結果偏高。電位滴定法也常用于氨基酸滴定，但目前為止實質上還是甲醛滴定法。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺點和不足，為在實際應用中操作簡便、測定快速、實用性強、結果可靠，適用于多種復雜樣品中羧基酸和氨基酸總量的測定，提供一種小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法，其特征在于將滴定曲線的一階導數變換為突躍指數，以突躍指數對滴定劑體積的滴定曲線中較弱的突躍得到增強，從而可連續滴定不同強度和羧基酸及游離酸，測定分析方法是：

(1)精確量取1～100毫升樣品溶液，插入電極，開動電磁攪拌器，用鹽酸或硝酸等強酸調節體系的酸度至小于或等于pH2，使酸根以酸游離出來；

(2)加入滴定劑進行電位滴定，滴定過程中攪拌速度保持恒定，同時設定間隔加入標準溶液量，并記錄加入后的滴定劑體積V和溶液的pH值，得一組pH-V數據；

(3)以pH-V數據作圖得滴定曲線，對曲線進行一階導數變換得突躍指數；

(4)根據突躍指數曲線上的突躍判斷不同的滴定階段，其中第一個突躍點對應溶液是的弱酸開始被滴定，第二個突躍點對應弱酸被定量滴定同時氨基酸開始被堿滴定，最后一個突躍點對應氨基酸被定量滴定；

(5)根據各突躍點對應的滴定劑用量，用毫升數計算出相應有機酸總量和氨基酸總量的摩爾數或轉為參照酸的總量。

以上所述滴定劑，采用NaOH或KOH標準溶液。

以上所述電位滴定，采用pH為測量信號。

以上所述突躍指數，是對滴定曲線作一階導數變換，再用該一階導數值乘以反比于該導數值倒數因子的函數，變換函數為：

式中：Delta表示一階導數值，其中系數a的變化范圍為0～10，b的取值為0.1～10，作為特例可取a＝1，b＝1.15。

以上所述的測定，羧基酸或氨基酸含量較低的樣品，相應的突躍區分間隔過小，結果誤差較大，可在試樣中加入定量羧基酸的標準溶液，如乙酸標準溶液或氨基酸標準，如蘇氨酸標準溶液等，滴定完成后以結果中扣除標準加入量即為試樣中氨基酸含量，或通過標準加入法進行分析。