[發明專利]定量檢測污泥中含硫氨基酸的方法

在審

• 申請號: 201710315596.8
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107238664A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 章婷婷;何群彪;陳陽;薛勇剛;吳芳芳;朱倩倩;戴曉虎;戴翎翎;黃永西
• 申請（專利權）人: 同濟大學蘇州研究院;上海城市污染控制工程研究中心有限公司;蘇州同德環保科技有限公司
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02
• 代理公司: 蘇州銘浩知識產權代理事務所(普通合伙)32246
• 代理人: 王軍

技術領域：

本發明屬于化學分析檢測領域，其是一種操作相對簡便、毒性小、成本低、準確性高、靈敏度高的定量檢測污泥中含硫氨基酸的方法。

背景技術：

近年來，污水處理廠引發的惡臭問題越來越引起人們的重視。其中，含硫物質在導致惡臭的產生中起到重要作用。在污水處理廠中，厭氧消化過程中所產生的揮發性有機硫（VOSCs），如甲硫醇（MM）、二甲基硫醚（DMS）等，無機硫，如硫化氫（H₂S）等已被確定為引起惡臭的最主要物質。這類物質臭閾值極低，且其產生的惡臭非常嚴重，即使微量的VOCS和H₂S也能對惡臭污染產生極大的貢獻。研究表明，在市政污泥的厭氧消化階段，形成VOSCs的前體物質主要為半胱氨酸（Cys）和甲硫氨酸（Met）。在厭氧條件下，這些含硫的前體物質經過一系列機制，如，生物還原、水解、甲基化、金屬催化氧化等轉化為VOSCs和H₂S。Met會產生MM，MM經過兩條途徑轉化為H₂S：其一，不經DMS過程直接由MM轉化為H₂S；其二，先由 MM 氧化為DMS，DMS再通過產甲烷菌作用產生H₂S。而Cys不參與中間VOSCs的形成，直接經微生物作用產生H₂S。因此，明確硫元素在厭氧消化過程中的物質流，為后續控制惡臭過程提供理論依據，必需建立適當的方法定量檢測污泥中的Cys和Met。

含硫氨基酸的檢測主要有液相色譜法、離子色譜法、氣相色譜法、電化學法、毛細管電泳法等。其中，高效液相色譜法和離子色譜法較為常用。其中，由離子色譜原理制造的氨基酸分析儀是目前國家標準中規定使用的分析儀器。但由于氨基酸分析儀專屬性強、檢測成本高，故使用的普及率較低。目前針對含硫氨基酸的檢測主要集中于食品及醫學領域，針對復雜的環境樣品，如污水和污泥中含硫氨基酸的檢測尚未見報道。

發明內容：

本發明是為了彌補當前污泥物料中含硫氨基酸檢測的空缺和技術問題，提供一種切實可行、檢測成本低、靈敏度高、準確性高、毒性小的定量檢測復雜環境樣品污泥中含硫氨基酸的方法。

本發明的技術解決方案是：定量測定污泥中含硫氨基酸的方法，按如下步驟進行：

a.將污泥樣品于冷干機冷干，用球磨機對冷干樣品進行研磨，而后過篩，低溫保存；

b.將含半胱氨酸、蛋氨酸的污泥樣品經過甲酸氧化，制備性質穩定的磺基丙氨酸和蛋氨酸砜；

c.用濃鹽酸對污泥氧化液進行水解，水解液經3kD濾膜超濾，去除污泥中大分子雜質，純化氨基酸；

d.將污泥中的氨基酸與衍生劑鄰苯二甲醛進行衍生反應，生成有熒光吸收的衍生產物；

e.將衍生產物用高效液相色譜進行分析，定量檢測污泥中的含硫氨基酸。

所述步驟a是取污泥40ml于50ml離心管于-20℃冷凍；將冷凍污泥置于冷干機中，在-40℃條件下冷干3天；將污泥冷干樣用球磨機于4500rmp條件下粉碎10min;將粉碎后的污泥樣品過200目篩，于-50℃冰箱保存。

所述步驟b是取a步驟的污泥樣品0.0500g于水解管中，加入過甲酸1.5ml，于50℃條件下，水浴氧化30min；向污泥氧化液中加0.4ml偏重亞硫酸鈉溶液，終止氧化反應；所述過甲酸溶液是將30%的過氧化氫溶液與88%的甲酸溶液按照體積比為1：9混合，在常溫下放置1h制得，此溶液現用現配；所述偏重亞硫酸鈉溶液是將33.6g偏重亞硫酸鈉加水定容至100ml制得。

所述步驟c是向b步驟制得的污泥氧化液中加入5.1ml濃度為8.2mol/l的鹽酸溶液；向水解管中通氮氣30s，密封水解管，將水解管置于105℃烘箱中水解22h；取出水解管，置于室溫冷卻，開啟水解管，將水解管內污泥水解液移入茄形旋轉蒸發瓶中，并用1ml濃度為0.1mol/l鹽酸洗出殘留水解液，反復三次，將污泥水解液于40℃、-10bar條件下，旋轉蒸發至干；用0.1mol/l鹽酸將茄形旋轉蒸發瓶中的氨基酸樣品溶出，并定容至10ml；取定容后的水解液400μl于3kD超濾離心管中，于13805g離心力下離心40min制得污泥氨基酸超濾液；所述8.2mol/l鹽酸溶液是將純鹽酸683ml定容至1000ml制得；所述0.1mol/l鹽酸溶液是將純鹽酸8.3ml定容至1000ml制得。