CN103837529B - 一种用于检测水中含氢量的检测管及应用 - Google Patents
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Abstract
一种用于检测水中含氢量的检测管及应用，属于生物技术领域酶法分析领域。检测管管体为透明的圆柱形，一端开口且有密封盖，所述透明检测管的底部有乙酰胆碱酯酶、底物、显色剂及缓冲物质的粉末，乙酰胆碱酯酶与硫代乙酰胆碱的质量比为1:（200‑300），硫代乙酰胆碱与显色剂DTNB的比例为1:1至5:1，缓冲物质使得液体系的PH在6到8之间。将不同浓度的氢水以及去离子水作为溶剂，去离子水作为参照，分别加入到离心管中，静置1分钟后观察反应液颜色，进行对比，反应液颜色较去离子水处理的更显亮黄色，则样品水中确为氢水。或者在可见光吸收值为412nm处进行检测，与去离子水的比较，吸收值越大，氢水的含氢量越大。
Description
技术领域
本发明公开了一种用于检测水中含氢量的检测管，能够实现含氢水与普通水的定性快速鉴定，属于生物技术领域酶法分析领域。
背景技术
氢气是一种无色、无味、无嗅、易燃的气体，是自然界中最轻的双原子分子。在潜水医学领域，人们利用氢氧混合气作为呼吸介质以缩短减压时间。长期以来，人们一直认为氢气只是肠道菌群的代谢废气，不具有任何生物学作用。因此，氢气一直被人们认为是生理惰性气体。2007年，日本学者在《自然科学》上发表文章，发现采用在体模型证明呼吸2%的氢气可有效的降低脑缺血再灌注造成的梗死面积，随后氢作为一种新型的抗氧化剂广泛的关注并掀起了氢分子治疗的研究热潮。在证明氢具有抗氧化作用后，陆续有报道证明氢分子对其他组织器官的缺血再灌注损伤也有明显的改善作用。大量的实验结果证明氢分子可以显著地降低缺血再灌注过程中氧化应激造成的各种损伤。此外，氢分子对炎性反应也有着明显的改善作用。同时，氢分子还可以缓解药物或化学制品对正常细胞的损伤。
人体利用氢气的方法之一就是将氢气溶入高纯度的水中，借助水为载体进入身体，在体内散发，从而对人体因有害自由基产生的氧化起到一个还原作用。氢气在水中的溶解度很低并且难以保存，因此水中是否含氢、含氢量多少就成为衡量氢水优劣的一个重要指标。
目前用于测量氢水浓度的方法主要是电极法，即利用玻璃电极及参考电极，测定水样中电位变化。这种方法需要购买精密的电极，并且在测量前需要严格的平衡过程，耗时长且受温度等周边环境影响大。
检测乙酰胆碱酯酶活性的方法有Ellman法：5,5-二硫基-双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)在412nm没有吸收，与乙酰胆碱酯酶和硫代乙酰胆碱的反应产物硫代胆碱进行反应，生成2-硝基-5-巯基苯甲酸（TNB）。TNB在412nm有很强的吸收，可以用于对乙酰胆碱酯酶进行定量分析。乙酰胆碱酯酶在氢水环境中的活性比在普通水中的活性强，因此等量的乙酰胆碱酯酶在氢水环境中与DTNB反应得到的产物TNB更多，黄色产物的深浅可辨别。相同情况下，氢水组的颜色应比普通水组的颜色深。
检测乙酰胆碱酯酶活性的方法还有：乙酰胆碱与胆碱酯酶作用水解后，将剩余的乙酰胆碱与碱性羟胺作用，生成乙酰羟胺，其在酸性溶液中与三氯化铁作用，可生成深褐色异羟肪酸铁络合物，其颜色的深浅与剩余乙酰胆碱成正比。因为在氢水环境中的乙酰胆碱酯酶酶活会提高，因此剩余的乙酰胆碱会比普通水组的少，相应的颜色也会更浅。
在乙酰胆碱酯酶抑制剂存在的情况下，氢水与普通水的酶活反应颜色差异更容易辨别，另外可观测的反应时间也会更长。乙酰胆碱酯酶抑制剂包括有机磷酸酯类和氨基甲酸酯类杀虫剂，但不仅限于上述的种类。
此外，检测乙酰胆碱酯酶活性的方法还有荧光法和其他比色法等，均可用于本发明所述的检测管制作，用于对氢水浓度进行检测。
发明内容
本发明的目的是寻求一种快速灵敏的定性和半定量方法，来解决目前样品水中氢分子浓度的检测方法均需要一定的仪器设备且操作繁琐苛刻，不能应用于实时快速检测，以及目前没有快速检测样品中氢浓度的试剂盒的问题。本发明提供一种对样品水中的氢浓度进行快速半定量测定的检测管，根据乙酰胆碱酯酶在氢水环境中酶活会提高的原理，在样品水中含有一定氢浓度时会有和普通水程度不同的显色反应，可根据颜色可直接进行对样品中氢浓度的定性检测。该检测管成本低价，运输操作方便，简单快捷，应用范围广，可进行规模化生产。
本发明所采用的技术方案是：
一种可以检测样品水中是否含有有效浓度的氢的检测管，所述透明检测管的底部有乙酰胆碱酯酶、底物、显色剂及缓冲物质的粉末。检测管管体为圆柱形，一端开口且有密封盖，所测氢水中氢的浓度范围大于200μmol/L，上限浓度为氢在水中的饱和浓度。其中乙酰胆碱酯酶与硫代乙酰胆碱的质量比为1:（200-300），更优选为1:（240-260）。硫代乙酰胆碱与显色剂DTNB的质量比为1:1至5:1（优选1:1-3:1），磷酸缓冲物质使得液体系的PH在6到8之间（优选7）。
优选检测管内径为0.5cm，长度为3cm，在200ml体积处有刻度线。
作为优选，所述底物为硫代乙酰胆碱，每个管内装入0.029mg，乙酰胆碱酯酶为4.837μg，硫代乙酰胆碱与乙酰胆碱酯酶反应，生成含巯基产物。
作为优选，所述显色剂为DTNB，每个管内装入0.024mg，DTNB与上一步反应的含巯基产物进一步反应，生成显色物质TNB。
作为优选，所述反应缓冲体系试剂为磷酸氢二钠，称取0.35814g装入管中，磷酸氢二钠作为缓冲物质，使加水后反应体系为中性，在碱性环境中，产物TNB容易出现解离情况，需要保证反应环境在中性环境中，使显色产物稳定。
作为优选，所述快速检测试剂盒的制备方法为：将原料各组分按照比例干燥成粉末，一起装入管中，用封口膜密闭，冷冻保存。
将不同浓度的氢水以及去离子水作为溶剂，去离子水作为参照，分别取相同体积同时分别加入到离心管中，静置1分钟后观察反应液颜色，进行对比，若样品水处理管的反应液颜色较去离子水处理的更显亮黄色，则样品水中确为氢水，反应五分钟内观察有效。或者在可见光吸收值为412nm处进行检测，与去离子水的比较，吸收值越大，氢水的含氢量越大。
附图说明
图1为实施例1的可见光吸收值图；
图2为实施例2的可见光吸收值图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
离心管内径为0.5cm，长度为3cm，在2.55cm处有刻度线，分别准确称取0.029mg硫代乙酰胆碱，0.024mgDTNB，其中乙酰胆碱酯酶（来自电鳗，总活性为827U/mg）0.1μg，加入磷酸氢二钠适量（使得最终溶液为中性）放入离心管中，混合均匀，干燥后，密封冷冻保存。使用氢电极测出所用氢水浓度为3000μmol/L、200μmol/L，用这两种不同浓度的氢水以及纯水（其作为参照）作为溶剂，分别取200μL同时加入到离心管中，混匀，在可见光吸收值为412nm处进行检测。
实施例2
分别准确称取0.029mg硫代乙酰胆碱，0.024mgDTNB，其中乙酰胆碱酯酶（来自电鳗，总活性为827U/mg）0.11μg，加入磷酸氢二钠适量（使得最终溶液PH为6.5）放入离心管中，干燥后，密封冷冻保存。使用氢电极测出所用氢水为100μmol/L浓度，用纯水和该浓度氢水分别作为溶剂，分别取200μL同时加入到离心管中，混匀，在可见光吸收值为412nm处进行检测。
实施例3
分别准确称取0.87mg硫代乙酰胆碱，0.24mgDTNB，其中乙酰胆碱酯酶（来自电鳗，总活性为827U/mg）0.36μg，加入磷酸氢二钠（使得最终溶液PH为7.5）适量放入离心管中，密封冷冻保存。使用氢电极测出所用氢水为500μmol/L浓度，用纯水和该浓度氢水分别作为溶剂，分别取200μL同时加入到离心管中，混匀，在可见光吸收值为412nm处进行检测。
本发明的检测步骤是：
或者根据本发明的方法，分别准确称取0.03mg硫代乙酰胆碱和0.024mgDTNB，乙酰胆碱酯酶和磷酸二氢钠，放入离心管中，取同样剂量各物质于另一离心管中，分别同时加入去离子水和样品水，振荡混匀，静置1分钟后观察反应液颜色，进行对比，若样品水处理管的反应液颜色较去离子水处理的更显亮黄色，则样品水中确为氢水，反应五分钟内观察有效。
Claims (4)
1.一种可以检测样品水中是否含有有效浓度的氢的检测管，其特征在于，检测管管体为透明的圆柱形，一端开口且有密封盖，所述透明检测管的底部有乙酰胆碱酯酶、底物、显色剂及缓冲物质的粉末；所述底物为硫代乙酰胆碱，显色剂为DTNB。
2.按照权利要求1的一种可以检测样品水中是否含有有效浓度的氢的检测管，其特征在于，其中乙酰胆碱酯酶与硫代乙酰胆碱的质量比为1:(200-300)，硫代乙酰胆碱与显色剂DTNB的比例为1:1至5:1，缓冲物质使得液体系的PH在6到8之间。
3.按照权利要求1的一种可以检测样品水中是否含有有效浓度的氢的检测管，其特征在于，检测管内径为0.5cm，长度为3cm，在200ml体积处有刻度线；所述底物为硫代乙酰胆碱，每个管内装入0.029mg，乙酰胆碱酯酶0.1μg，显色剂为DTNB，每个管内装入0.024mg。
4.利用权利要求1的一种可以检测样品水中是否含有有效浓度的氢的检测管进行氢水检测的方法，其特征在于，将不同浓度的氢水以及去离子水作为溶剂，去离子水作为参照，分别取相同体积同时分别加入到检测管中，静置1分钟后观察反应液颜色，进行对比，若样品水处理管的反应液颜色较去离子水处理的更显亮黄色，则样品水中确为氢水，反应五分钟内观察有效；或者在可见光吸收值为412nm处进行检测，与去离子水的比较，吸收值越大，氢水的含氢量越大。
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