Способ анализа углеводородов в биологическом материале

)фй п)фц Ц ю.ф.";Р 1 ,5 дНЬ;) ИО ЩА ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 2740706/23-25 (22) 23.02.79 (46) 07,06.84. Бюл. В 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", ОСТ 59-17-76, Главмикробиопром, 19762. Тоса 1 Вев 1 йиа 1 НуйгосагЪопв апй КезЫиа 1 Агопа 1 с НуогосагЬепв П)РАС. 1 пГогш Вц 11 едп ТесЬпо 1. Бероггв, В 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 й 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 ;до 20-25 С и вводят в нее растворитель.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я 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.80771Изобретение относится к областианализа биологических материалов,в частности к анализу белково-витаминных концентратов (БВК), выпускаемых микробиологической промышлен 5костью.В настоящее время углеводородышироко используют в качестве источника углерода для микроорганизмов приполучении БВК. Неиспользованные угле-водороды, оставшиеся в готовом продук-те, ухудшают его качество. Поэтомунеобходим контроль за содержаниемостаточных углеводородов в БВК.А.Известен способ определения:-таточных углеводородов в БВК, включающийэкстракцию углеводородов из БВК гексаном, омыление экстракта, промывкуомыленного экстракта водой, его очистку от полярных примесей методом колоночной хроматографии и определениеуглеводородов весовым методом послеупаривания гексана (метод ОСТ) 1 3.Известен также способ определенияостаточных углеводородов в БВК, включающий щелочной гидролиз БВК, экстракцию углеводородов из гидролизата гексаном, промывку экстракта водой,очистку экстракта методом колоночнойхроматографии и последующее определение количества углеводородов мето. дом газожидкостной хроматографии(метод ПОРРАС) 23.Этот способ является наиболееблизким к изобретению по техническойсущности и достигаемому эффекту.Недостатками метода 10 РАС являются многостадийность и длительностьанализа; щелочной гидролиз занимает3 ч, а экстракция, промывка и коло 40ночная хроматография требует еще6-8 ч.Целью изобретения является сокращение времени и упрощение анализа.Поставленная цель достигаетсятем, что в предлагаемом способе ана 45лиза углеводородов в биологическомматериале этот материал перед термоадсорбцией помещают на дно ампулыи засыпают сверху слоем адсорбента,а сле термодесорбции ампулу охлаждают до 20-25 С и вводят в нее растворитель.В качестве адсорбента используютоксид алюминия или силикагель, а вкачестве растворителя - парафиновыеуглеводороды, причем при проведениитермодесорбции нижйюю часть амплитуды нагревают до 500-600 С, а темпе 88 2Ратуру адсорбента поддерживают равной 20-25 С.На фиг. 1 изображена схема установки включающая печь 1, ампулу 2 с пробой биологического материала 3 и слоем сорбента 4.Предложенный способ реализуется следующим образом.Навеску биологического материала нанося 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 алюминия десорбируются главным образом углеводороды, а полярные продукты пиролиза и осмоления биомассы остаются на сорбенте. Специальные опыты показали, что в выбранных условиях термодесорбции не происходит пиролиза анализируемых углеводородов, т.е. качественный и количественный состав их по сравнению с исходным не меняется.П р и м е р 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 алюми" ния. Дно ампулы ставят на микропечь,как показано на фиг. 1, нагретую до .о600 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 течение1-1,5 мин., 1 мкл гексанового раствора отбирают микрошприцем и вводятв дозатор газового хроматографа. Анализ проводят на хроматографе Неъ 1 еСС-РасЕагд модель 5830 А, снабженном ди 4 ференциальным пламенно807788 4ется в качественном отношении. Нафиг. 2 цифры над пиками обозначаютчисло углеродных атомов в молекулахн-парафинов. Наряду с нормальными парафинамив углеводородной фракции, выделенной из кормовых дрожжей, присутствую также и другие изомерные углеводоро 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, 1 ПРАС и методу термодесорбции. Данные приведены в табл, 1. Таблица 1 Процентное содержание н-парафинов в биомассе кормовых дрожжей, определенное различными методами Метод определения Содержание веществв весовых процентахв сухой биомассе ОСТ 59-17-76 1 БРАС Термодесорбция Суммарные углеводороды, определено взвешиванием 0,491-0,502 0,492 0,087 н-Парафины, определенныегазожидкостной хроматографией 0,127 0,029 О, 136-0, 139Вычислено по данным о содержании н-парафинов по фракции углеводородов выделенной по методу,Содержание н-парафинов в углеводородной фракции, выделенной по методамОСТ и 1 БРАС, определено методом внутреннего стандарта (использовалсян-докозан в качестве внутрен. станд.). П р и м е р 2. В условиях приме-ра 1 проводят определение нормальных парафинов, выделенных из биомассы лиофильно высушенных дрожжей Напвепп 1 а ро 1 ушогрЬа Ж, выращенных на 50 минеральной среде с метанолом (17) 11 Е. Для анализа взято 26 мг биомассы Напвепц 1 а ро 1 ушогрЬа И.-1 18,2 мг нормального доказана и 70 мг окиси алюминия. 55На фиг. 4 видно, что в образце, полученном предлагаемым способом из дрожжей, выращенных на минеральной 3ионизационным детектором. Используют стеклянную капиллярную колонку 12 х 0,2 мм, заполненную ОЧ.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 ПОРРАС.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 хроматограммеотсутствуют в заметных количествахкакие-либо продукты пиролиза илиосмоления биомассы, которые моглибы помещать точному количественномуанализу углеводородной фракции. Также 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.П р и м е р 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 О ных углеводородов в весовых процентах, определенньж по методу 10 РАС йпо предлагаемому методу термодесорбции. Данные табл, 2 показывают,Таблица 2 Процентное содержание н-парафинов в кормовых дрожжах, определенноеметодом 10 РАС и предлагаемым методом, с использованием внешнегостандарта, вес. Й Метод определения Норма образцов 3ХОРАС 1 2 3 4 5 0,48 О, 13 0,56 О, 14 0,10 Термодесорбция 0,49 0,24 0,44 0,12 0,19 ЗОличить выход кондиционного продукта за счет своевременногоконтроля 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 про" водят на насадочной стеклянной колонке 2 м х 3 мм, заполненной хромосорбом И-НР (Мерк, ФРГ), зернением 100- 120 меш, В качестве Фазы исполь-эуют ОЧ - 17,82. Программирование температуры колонки ведутеот 100 до 260 со скорость 10 /мин,807788Техред О.Неце Редактор Л. УтехинаКорректор В. Гирняк Заказ 3953/1 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4