CN100507497C - 一种提高生物样本凯氏定氮消煮消化效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物实验技术领域。运用本项发明，不仅解决了凯氏定氮法测定生物样本总氮或粗蛋白质含量时传统的消煮消化方法不仅需要花费较长的时间、消耗大量的电能，而且试验效率低，存在安全隐患等的问题，而且还大大提高了大批量样本的消煮消化效率，实现了大批量样本的消煮消化试验的高效性、节能性、安全性的统一。
Description
一、技术领域
本项发明属于生物实验技术领域。
二、背景技术
凯氏定氮法是生物样品总氮测定、蛋白质测定最为经典常用的方法，测定时首先要使生物样品经硫酸和催化剂一同加热消煮消化后才能进行测试。如果样品较多时，使用传统的消煮消化装置进行消煮消化时不仅需要花费较长的时间、消耗大量的电能，而且试验效率低，甚至会出现消化瓶从消化瓶架上滑脱、倾倒或消化瓶破裂等危险情况。其原因是：目前传统的消化瓶架都是单面的，每批只能消煮消化较少的样本，如果需要消煮的样本稍多一些，就要分几批进行消煮，这样就大大延长了消煮消化的时间，浪费大量的人力和电能，降低了工作效率。其次，传统的凯氏定氮消煮消化装置没有附带专用的消化瓶冷却架，消煮后需要找临时的放置容器的地方或装置，有时甚至不得不摆放在通风厨外，这样就造成对试验室内的污染和对人体健康的伤害，因此，解决提高较大批量样品的消化效率、缩短消化时间和提高消煮消化装置的安全问题对试验的顺利进行和科研人员的身体健康都十分重要。
三、发明内容
(一)本发明需要解决的问题是：
①较大批量样本消煮消化耗时长，浪费较多电能；
②较大批量样本消煮消化试验时效率低；
③消化时防止消化瓶滑脱；
④消煮消化试验对试验人员健康不良影响问题。
(二)本发明的具体技术路线如下：
本发明的技术路线主要包括：高效消煮架的设计及其制作方法、消化瓶快速固定装置的设计及其制作方法、消化瓶安全冷却架的设计及其制作方法等，以实现增大每批消煮样本的数量、提高热能利用率、增加试验的安全性和可靠性的目的。
具体方法为：
(1)高效消煮架的架体制作方法：根据消煮消化电炉尺寸的大小，用耐浓硫酸腐蚀力强的钢铁合金材料，加工成比消煮消化电炉长度稍长的四棱台形活动架体，架体上部四边形可以上下移动调节高度，四棱台上部两根横杆管面稍向后倾斜，在两杆面向试验员的管面上焊接钢铁合金挂簧钩和压簧钩，使得两根横杆管面都可以架放消化瓶进行双排消化瓶同时消煮消化；
(2)消化瓶快速固定装置制作方法：装置由挂簧钩、压簧钩和压簧组成，根据消化瓶的最大径+2cm为间距，在消煮架上部横杆面向试验员的一面焊接挂簧钩和压簧钩，挂簧钩、压簧钩长约1cm；在两端各焊接一个钩向朝外的挂簧钩，然后在挂簧钩之间焊接压簧钩，钩向朝上；压簧为一根稍短于消化炉炉面长度的耐热弹簧，其两端分别固定在横杆两端的挂簧钩上，压簧的中间部分挂在压簧钩上；
(3)消化瓶安全冷却架制作：在高效率消煮架的右侧安装一个消化瓶安全冷却架，架体为有4只脚的长方体形状，在架体底面用钢铁合金丝焊接成4cm×4cm的网面，在架体上面把耐热弹簧两端固定在架体四周，使之交织成与底面4cm×4cm相对应的2cm×2cm网孔，上、下两对应孔的中心在一条垂直线上，冷却架与高效率消煮架固定在一起；
(4)提高热效率方法：消煮消化试验时，使(1)部分套架在通风厨里的加热器上，使其左则与加热器左则靠紧，并使高效率消煮架前面的一根横杆位于加热器面板正中央；试验结束后，可将该架体推到加热器的后侧，这时加热器又可以用作其它试验的加热器。通过使用装置(1)可以使得消煮效率和热效率提高两倍，通过使用(2)装置可以使消煮效率和热效率再提高两倍；使用装置(1)和(2)还可以把普通的电炉用于消煮消化，不仅提高试验效率，且可以实现一炉多用。
(三)本发明与现有技术比较，其显著性进步为：
用凯氏定氮法测定生物样本的含氮量或粗蛋白含量时，首先要对样本进行消煮消化处理，而该试验步骤又是整个试验中最消耗时间的一个步骤。凯氏定氮消煮消化时，一般是在六联可控加热器上加热消煮的，每联电炉上放置一个消化瓶，每只消化瓶斜靠在普通的消化瓶支架上，一次只能消煮六个样本，消煮完成后将消化瓶转移到临时的简易冷却架上，没有专门的消化瓶冷却架装置。普通的消化瓶支架对消化瓶固定不牢固，有滑落的危险性；临时的简易冷却架不方便、不安全。特别是要分析的样本量大时，就要分几批进行消煮消化，不仅耗时长，试验效率低，而且消耗的电能增多。
本发明可以克服以上不足，可大大提高大批量生物样品消煮消化时的工作效率、节约电能、安全可靠，目前，国内外尚没有相关研究报道，其显著性进步具体体现如下：
(1)减小试验误差、节约试验时间，提高试验效率：一次可以消煮较多的生物样品，凯氏定氮消煮消化大量生物样品时可以大大提高试验效率，使得试验条件保持一致性，降低了试验误差，同时节约了时间，提高提了试验效率。
(2)节能；一次处理较多的样本，减少试验批次，减少了耗电的时间，特别是需要处理大量样本时，节能更加明显。
(3)安全：本发明具有安全、快捷固定消化瓶的装置，使得消煮过程中消化瓶不会从消煮架上脱落；其次，消煮架与消化瓶冷却架连接一起成为一个整体，增加了消煮架的稳定性，并使得消煮完成后消化瓶冷却完全在通风橱内进行。
(4)经济：本发明所需材料容易获得，加工简便易行，成本低。
四、具体实施方式
通过高效消煮架的设计制作、消化瓶快速固定装置的设计制作、消化瓶安全冷却架的设计制作以实现增大每批消煮样本的数量、节能、提高试验效率、增加试验的安全性的目的，其具体的实施方式为：
1、高效双面消煮架的架体制作：用2cm×2cm的耐浓硫酸腐蚀力强的钢铁合金方管加工一个长100cm，底部宽20cm，上部宽15cm，可调高度25-40cm的活动四棱台形状的架体，上部长方形下面的四个脚较四棱台的四个棱的管径稍小，使其四个脚能插入四棱台四个棱的管中，并通过螺旋头固定，可以上下移动调节四棱台的高度，架体四棱下部留有4cm高的脚。在四棱台上部两根横杆面向试验员的一面上焊接钢铁合金挂钩。焊接时，距离架体两端各4cm处首先各焊接一个钩向朝外、长约1cm的钢铁合金小钩—挂簧钩，然后将其之间距离平均分成12份，等距离再焊接11个长约1cm钩向朝上的钢铁合金小钩—压簧钩。
2、消化瓶快速固定装置制作：分别将两根1500w长约80cm的电炉丝的两端固定在高效率消煮架上部横杆两端的小钩上，电炉丝的中间部分挂在小钩上，消煮试验时将消化瓶的瓶颈夹在电炉丝与横杆之间，将其固定。电炉丝既有弹性又耐热，经久耐用，对消化瓶有良好的固定作用。本发明使每侧消煮架都可固定12只消化瓶，一次最多可消煮24个样本。
3、消化瓶冷却架制作：用钢铁合金方管加工一个有脚的长方体架，其长度为50cm、宽40cm、脚高4cm、长方体高10cm；在该架体底面用纵向12根、横向10根共22根钢铁合金丝焊接成30个4cm×4cm“井字”，并使相邻的该种“井字”间相距约1.7cm，使得消化瓶底部可正好悬坐在“井字”里，并且相邻消化瓶之间不相互接触擦碰。焊接时，首先在该架体底面距离边管1.7cm处各焊接一根钢铁合金丝，然后在纵横方向上按每隔4cm焊接一根后隔3.4cm焊接一根然后再隔4cm焊接一根，纵向上共焊接12根，横向上共焊接10根钢铁合金丝，每根要拉直焊牢。在长方体架体的上面固定着纵向12根、横向10根共22根耐热弹簧，耐热弹簧按距离边筐一侧2.7cm-2cm-2.7cm-2cm……交替固定，使耐热弹簧交织形成具有一定排列规律的2cm×2cm“小井”，并且该“小井”的中心正好与其相对应的底部的4cm×4cm“井字”的中心在同一条垂线上。样本消煮好后，将消化瓶通过架体上面的具有良好弹性的耐热弹簧“井”放入架体内并使得消化瓶底部悬坐在下部的“井”中，弹簧收缩将消化瓶上部固定使其直立于冷却架中。冷却架加工好后将其与焊接在高效率消煮架右则，这样不仅方便试验，还可增加其稳定性。
4、试验时将加工好的1、2、3联合装置的1部分套架在通风厨里长约90cm、宽约18cm、高约16cm的六联可控加热器上，并使高效双面消煮架左则紧靠六联可控加热器左则、高效率消煮架前面的一根横杆位于六联可控加热器面板正中央。试验结束后，可将该架体推到六联可控加热器的后侧，这时六联可控加热器又可以用作其它试验的加热器，实现多用。
Claims (1)
1、一种提高生物样本凯氏定氮消煮消化效率的方法，其特征是通过高效消煮架的设计制作、消化瓶快速固定装置的设计制作、消化瓶安全冷却架的设计制作，其具体方法为：
(1)高效消煮架的架体制作方法：根据消煮消化电炉尺寸的大小，用耐浓硫酸、耐腐蚀力强的钢铁合金材料，加工成比消煮消化电炉长度稍长的四棱台形活动架体，架体上部四边形可以上下移动调节高度，四棱台上部两根横杆管面稍向后倾斜，在两杆面向试验员的管面上焊接钢铁合金挂簧钩和压簧钩，使得两根横杆管面都可以架放消化瓶进行双排消化瓶同时消煮消化；
(2)消化瓶快速固定装置制作方法：装置由挂簧钩、压簧钩和压簧组成，根据消化瓶的最大径+2cm为间距，在消煮架上部横杆面向试验员的一面焊接挂簧钩和压簧钩，挂簧钩、压簧钩长约1cm；在两端各焊接一个钩向朝外的挂簧钩，然后在挂簧钩之间焊接压簧钩，钩向朝上；压簧为一根稍短于消化炉炉面长度的耐热弹簧，其两端分别固定在横杆两端的挂簧钩上，压簧的中间部分挂在压簧钩上；
(3)消化瓶安全冷却架制作：在高效率消煮架的右侧安装一个消化瓶安全冷却架，架体为有4只脚的长方体形状，在架体底面用钢铁合金丝焊接成4cm×4cm的网面，在架体上面把耐热弹簧两端固定在架体四周，使之交织成与底面4cm×4cm相对应的2cm×2cm网孔，上、下两对应孔的中心在一条垂直线上，冷却架与高效率消煮架固定在一起；
(4)消煮消化试验时，使高效消煮架的架体套架在通风厨里的加热器上，使其左侧与加热器左侧靠紧，并使高效率消煮架前面的一根横杆位于加热器面板正中央；试验结束后，可将该架体推到加热器的后侧，这时加热器又可以用作其它试验的加热器，实现多用。
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