杜马斯与凯氏测定粗蛋白方法比较0305

1、杜马斯定氮法与凯氏定氮法的比较杜马斯定氮法与凯氏定氮法的比较 中央化验室中央化验室 陆学文陆学文 2012-03-05 1.1 凯氏定氮法原理 蛋白质是含氮的有机化合物。在催化剂作用下，用硫酸破坏有机物，使含氮物转化成硫酸铵。加入强碱进行蒸馏使氨逸出，用硼酸吸收后，再用酸滴定，测出氮含量，将结果乘以换算系数6.25，计算出粗蛋白含量。 1.2 杜马斯定氮法原理 在有氧环境下，样品在燃烧管中燃烧加热 （约900 ），所生成的干扰成分被一系列适当的吸收剂去除，样品中含氮物质被定量转化成分子氮后被热导检测器检测。1 原理比较 燃烧 干燥 还原 再干燥 检测 2 杜马斯定氮法的基本流程2.1 燃烧 杜

2、马斯燃烧法是基于在高温下(大约 900 ）, 通过控制进氧量, 氧化消解样品的原理而进行氮的测定。 在一级燃烧管中是富氧环境, 样品中的N元素被燃烧生成N2和NOx, 卤素生成挥发性的含卤素组分, 硫反应生成SO2和SO3, H元素反应生成H2O 。 燃烧生成的气体被载气 CO2送到二级燃烧管时，化合物中一定量难氧化的部分通过作为催化剂的氧化铜和铂混合物时被进一步氧化，从而使燃烧管生成的气体被完全氧化 。 2.2 干燥 当载气将燃烧生成的气体通过装填P2O5（干燥剂）的干燥管时水蒸汽会被去除。 2.3 还原 在还原管中，燃烧生成的氮氧化物与钨接触，脱开氧被还原为分子氮； 同时硫化物和过量的氧被

3、钨结合吸收了；卤素组分被银丝吸收；而CO2与载气混合。经过还原管后，杂质气体被去除，只剩下CO2和氮气。 检测是用一个TCD热导检测器来检测 CO2 载气流中所含的氮气量。（1）设计结构： 热导检测器（TCD）由测量池和参比池组成，测量池是流过燃烧生成的混合气体（CO2+N2）， 参比池是一直流过作为参比气的纯CO2 ，两池构成一个测试电桥.（2）工作原理： 当两池都流过纯的CO2时，测试电桥是平衡的。 当在测量池的CO2载气中有其它气体时，其热导值会产生很敏感的变化。如在分析中有被分析的气体存在，这会导致热导检测器测试电桥发生不平衡，从而产生一定的电信号。 通过电信号的改变，再经过物质的独立

4、校正，被测样品中的氮含量就被计算机自动的计算、打印和存储起来。 2.4 检测 3 杜马斯法结构示意图：一级燃烧管进样盘球阀二级燃烧管干燥管干燥管还原管一级燃烧管： 样品中的N元素被燃烧生成N2和NOx, 卤素生成挥发性的含卤素组分, 硫反应生成SO2和SO3, H元素反应生成H2O 。二级燃烧管： CuO/Pt 催化剂使经过燃烧管生成的产物被完全氧化 去除水蒸汽还原管：将NOx还原为N2 ，除去剩余的氧气、卤素和硫组分CO2 + N2CO2O2一级燃烧管 二级燃烧管 干燥管 还原管干燥管3 杜马斯法结构示意图（检测器）CO2+N2CO2当两室都流过纯的CO2时，测试电桥是平衡的。当在测量池的C

5、O2载气中有被分析的气体存在时，会导致热导检测器测试电桥发生不平衡，从而产生一定的电信号。参比池测量池 检测器 TCD 测试到的电信号被数字化，并传输到PC，在PC中被积分和输出，根据时间用测试峰的形式表示， 通过校准功能得到积分面积与测试成分 N 的绝对量之间的关系。4 杜马斯法的注意事项 （1）所取样品要均匀，颗粒细度要小（ 0.8mm）。 （2）称量样品和时要细心，防止样品损失，或被污染。 （3）仪器升温工作前，要清理坩埚中和通氧管中的灰分，对气体管路进行气密性检验通过后，方可升温。 （4） 注意观察燃烧管、还原管、球阀等的使用次数，使用到期后要进行更换；同时注意干燥剂是否还有至少 1/

6、3 是白色？ （5） 注意观察计算机中流量显示是否和设定的一致？操作气体流通是否正常？ 以防气体管路被堵，仪器不能正常运转。 （6）测试样品前，要用天冬氨酸做日校正因子测试，检测信号稳定后，方可测样。测试20个样品后再进行校正因子测试，以使结果更为准确。 5 杜马斯法与凯式法测定方法的比较 5.1 操作比较： 凯氏定氮技术是比较精确的、可靠的，但是它也有很多明显的缺点。 例如: a)需要较长的分析时间 ； b)操作过程相当危险，沸腾的浓硫酸、毒烟和具腐蚀性的 强碱溶液使它成为实验室危险试验之一 ； c)造成较为严重的环境污染，实验室要有良好的排风系统 和化学废物的专业处理； d)必须由熟练的技

7、术人员操作。5 杜马斯法与凯式法测定方法的比较5 杜马斯法与凯式法测定方法的比较5.2 结果比较 据文献报道：（1）植物体内的氮主要包括蛋白氮、氨基酸氮 、硝态氮和核酸氮 ，凯氏法只能测定蛋白氮 、氨基酸氮和部分硝态氮 ，而燃烧法则能全部测出植物体内的总氮含量。（2）据 Watson等的观点 ， 2种分析法的结果差异与硝态氮含量有关 ，在消化过程中，硫酸不能将全部的硝态氮转化成铵态氮，导致凯氏法测定结果偏低 ，而燃烧法的测定值更接近于饲料中的真实含氮量。这可能是造成燃烧法的测定值高于凯氏法的原因之一 。（3）也有学者研究表明: 在硝态氮含量较低的饲料中，2种分析法的结果差异不明显 ，而当饲料中

8、硝态氮含量的提高时，2种分析法结果差异扩大I (Cn：Kn=106121)。（4）Simonne等在测定 130种不同蔬菜叶的含氮量后认为 ，硝态氮不是造成燃烧法和凯氏法测定差异的惟一原因。同时Simonne 等又指出核酸氮或核酸氮与硝态氮间的相互作用都有可能造成 2种方法测定值间的差异，但该报道并未给出确切证明。（5）而郭望山等，在测定富含核酸氮的酵母的含氮量时 ，2 种测定方法测定值间却没有差异(P = 0.922) 。 (6）郭晓旭等，对 14种硝态氮含量较高的饲料原料： 2种秸秆 (玉米秸和小麦秸 )，12种草料(羊草、稻草 、草坪草 、黑麦草 、紫花苜蓿 、串叶松 季草 、无芒雀麦、

9、扁穗冰草 、披碱草 、苦荬菜、健宝高丹 草和山莴苣 ），采用两种方法测定各样本中的含氮量，并以化学法测定硝态氮含量为对照进行分析。5 杜马斯法与凯式法测定方法的比较 结果表明：当饲料中含有大量硝态氮时，燃烧法测定值显著高于凯氏法测定值；但 2种方法测定值差与硝态氮含量相关性低 。因此硝态氮是造成饲料含氮量的燃烧法与凯氏法测定值问差异的原因之一 ，但不是惟一原因。5 杜马斯法与凯式法测定方法的比较 从图 2中可以看出 ，Cn与 Kn差值与饲料中硝态氮含量间不存在线性相关 (R =0.6036)。结果表明，饲料中硝态氮含量的增加并不一定会导致燃烧法与凯氏法测定值间差异的扩大 . （1）到目前为止， 2 种测定方法之间存在差异的具体内在原因还没有得出一个明确的结论。 而基于凯氏法的测定原理，凯氏法对饲料中硝态氮的消化程度可能与饲料种类有关 ，这可能是造成 2种