CN107144565B - 一种测定水溶液中壳聚糖浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水质检测技术领域，公开了一种测定水溶液中壳聚糖浓度的方法，将壳聚糖样品溶解于乙酸溶液，并使用纯水定容为壳聚糖储备液；再用氢氧化钠溶液定容得到壳聚糖标准系列溶液；用浊度仪分别测定壳聚糖标准系列溶液的浊度，以其浓度为横坐标、对应的浊度为纵坐标，绘制标准工作曲线；壳聚糖待检测溶液使用氢氧化钠溶液稀释后用浊度仪测定浊度，求得稀释后浓度并换算稀释前浓度即可。本发明能够实现对不同分子量的壳聚糖水溶液浓度进行检测，壳聚糖浓度与浊度在一定范围内呈现良好的线性关系；本发明的检测方法的相对标准偏差为0.75％‑8.7％，加标回收率为82.1％‑122％，最低检出限在2.1～4.8mg/L之间。
Description
技术领域
本发明属于水质检测技术领域，具体的说，是涉及一种测定水溶液中壳聚糖浓度的方法。
背景技术
壳聚糖是自然界唯一的碱性多糖，具有生物相容性、可降解等功能活性，日益受到人们的关注和青睐，在食品、化工、纺织、医药、环保等领域都有着广泛的用途。壳聚糖属于高聚物，自然界中天然存在的壳聚糖的重均分子量一般也在几万至上百万不等，经过化学方法改性的壳聚糖的重均分子量一般范围很宽，文献报道的壳聚糖重均分子量范围为5.0×102-1.0×106g/mol，且分子量与分子量分布可控，适用于超滤膜截留率测试的基准物分子量范围。超滤膜截留率测试是利用一定重均分子量的基准物水溶液通过滤膜，对过滤前后水溶液中基准物进行定量分析，从而判断超滤膜分离性能优异性。测试的关键在于如何快速准确分析水溶液中的基准物含量。
目前，测定水溶液中壳聚糖浓度的主要方法有茜素红S荧光熄灭法、电化学法和光度法等。上述分析方法，都需要使用显色剂、缓冲剂等，需要一定的显色时间，分析效率低，且对测试仪器灵敏度要求较高。
发明内容
本发明要解决的是现有测定水中壳聚糖含量的方法操作步骤复杂、分析效率较低的技术问题，提供一种测定水溶液中壳聚糖浓度的方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种测定水溶液中壳聚糖浓度的方法，该方法按照以下步骤进行：
(1)将某一重均分子量的壳聚糖样品溶解于乙酸溶液中，并使用纯水定容制备成壳聚糖储备液；
(2)在一系列容量瓶中依次加入不同体积的壳聚糖储备液，用氢氧化钠溶液定容以得到一系列不同浓度的壳聚糖标准系列溶液，所述壳聚糖标准系列溶液的浓度范围为25-1000mg/L；
(3)以蒸馏水为参比空白，用浊度仪分别测定所述壳聚糖标准系列溶液的浊度，以其浓度为横坐标、对应的浊度为纵坐标，绘制标准工作曲线；
(4)壳聚糖待检测溶液使用2-25倍体积的氢氧化钠溶液稀释后，用浊度仪测定浊度；所述待检测壳聚糖溶液中壳聚糖的重均分子量与步骤(1)中所述壳聚糖样品的分子量相同，所述氢氧化钠溶液的浓度与步骤(2)中氢氧化钠溶液的浓度相同；
(5)根据步骤(3)得到的所述标准工作曲线，利用步骤(4)测定的浊度直接求得待检测壳聚糖溶液的稀释后浓度，按照稀释倍数换算稀释前浓度，即为待检测壳聚糖溶液的浓度。
优选地，所述壳聚糖样品溶解于100mL的乙酸溶液中，所述乙酸溶液的质量百分数为0.2-1.0％。
优选地，所述壳聚糖储备液的浓度为5.0g/L。
优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为1.0-10g/L。
优选地，所述壳聚糖样品的重均分子量为40,000、50,000、70,000、130,000、200,000或350,000。
该方法测定水溶液中壳聚糖浓度的相对标准偏差为0.75％-8.7％，加标回收率为82.1％-122％，最低检出限为2.1～4.8mg/L。
本发明的有益效果是：
本发明的测定水溶液中壳聚糖浓度的方法，以氢氧化钠溶液稀释待测壳聚糖水溶液样品和待检测的壳聚糖水溶液，使水溶液中壳聚糖形成白色胶体，从而具有一定浊度，依据浓度与浊度的标准工作曲线可以快速准确地计算稀释后待检测壳聚糖水溶液的浓度，再根据稀释倍数计算出稀释前待检测壳聚糖水溶液中的浓度，该方法能够实现对不同重均分子量的壳聚糖水溶液浓度进行检测，壳聚糖浓度在一定范围内与浊度呈现良好的线性关系(r2>0.999)；本发明的检测方法的相对标准偏差为0.75％-8.7％，加标回收率为82.1％-122％，最低检出限在2.1～4.8mg/L之间。
附图说明
图1是本发明的六个实施例的壳聚糖浓度与浊度线性关系标准工作曲线图。
具体实施方式
为使本领域技术人员能够更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明所用的仪器及原料均为市售，具体如下：
WGZ-800型浊度仪，上海珊科仪器厂；
CP24S型电子天平，德国赛多利斯；
实施例1、实施例2的壳聚糖样品，重均分子量分别约为4×104g/mol和5×104g/mol，分析纯，上海麦克林生化科技有限公司；
实施例3-6的壳聚糖样品，重均分子量分别约为7×104g/mol、1.3×105g/mol、2.0×105g/mol、3.5×105g/mol，分析纯，北京百灵威科技有限公司；
氢氧化钠、冰醋酸，优级纯，天津科密欧科技有限公司；
高纯水，经MILLI-Q纯水系统净化。
实施例1
准确称取5.0g重均分子量约为4×104g/mol的壳聚糖样品，用100mL质量百分数为0.5％的乙酸水溶液溶解，待完全溶解至澄清溶液后，使用纯水定容至1.0L，制备成浓度为5.0g/L的壳聚糖储备液。在一系列50mL容量瓶中分别加入0.25-10mL壳聚糖储备液，并分别用1.0g/L的氢氧化钠水溶液定容并摇匀，得到一系列不同浓度的壳聚糖标准系列溶液，浓度范围为25-1000mg/L。蒸馏水为参比空白，用浊度仪分别测定上述壳聚糖标准系列溶液的浊度，以浓度为横坐标，对应的浊度为纵坐标绘制标准工作曲线。
取2mL壳聚糖待检测溶液(其中壳聚糖的重均分子量约为4×104g/mol)，使用1.0g/L的氢氧化钠水溶液定容至50mL，稀释后用浊度仪测定浊度；由所得的标准工作曲线直接求得稀释后浓度，按照25倍的稀释倍数换算稀释前浓度，即为待检测壳聚糖溶液的浓度。
实施例2
准确称取5.0g重均分子量约为5×104g/mol的壳聚糖样品，用100mL质量百分数为0.2％的乙酸水溶液溶解，待完全溶解至澄清溶液后，使用纯水定容至1.0L，制备成浓度为5.0g/L的壳聚糖储备液。在一系列50mL容量瓶中分别加入0.25-10mL壳聚糖储备液，并分别用2.0g/L的氢氧化钠水溶液定容并摇匀，得到一系列不同浓度的壳聚糖标准系列溶液，浓度范围为25-1000mg/L。蒸馏水为参比空白，用浊度仪分别测定上述壳聚糖标准系列溶液的浊度，以浓度为横坐标，对应的浊度为纵坐标绘制标准工作曲线。
取5mL壳聚糖待检测溶液(其中壳聚糖的重均分子量约为5×104g/mol)，使用2.0g/L的氢氧化钠水溶液定容至50mL，稀释后用浊度仪测定浊度；由所得的标准工作曲线直接求得稀释后浓度，按照10倍的稀释倍数换算稀释前浓度，即为待检测壳聚糖溶液的浓度。
实施例3
准确称取5.0g重均分子量约为7×104g/mol的壳聚糖样品，用100mL质量百分数为1.0％的乙酸水溶液溶解，待完全溶解至澄清溶液后，使用纯水定容至1.0L，制备成浓度为5.0g/L的壳聚糖储备液。在一系列50mL容量瓶中分别加入0.25-10mL壳聚糖储备液，并分别用5.0g/L的氢氧化钠水溶液定容并摇匀，得到一系列不同浓度的壳聚糖标准系列溶液，浓度范围为25-1000mg/L。蒸馏水为参比空白，用浊度仪分别测定上述壳聚糖标准系列溶液的浊度，以浓度为横坐标，对应的浊度为纵坐标绘制标准工作曲线。
用浊度仪测定同一分子量壳聚糖溶液的浊度，由所得的标准工作曲线直接求得壳聚糖溶液的浓度。
取10mL壳聚糖待检测溶液(其中壳聚糖的重均分子量约为7×104g/mol)，使用5.0g/L的氢氧化钠水溶液定容至50mL，稀释后用浊度仪测定浊度；由所得的标准工作曲线直接求得稀释后浓度，按照5倍的稀释倍数换算稀释前浓度，即为待检测壳聚糖溶液的浓度。
实施例4
准确称取5.0g重均分子量约为1.3×105g/mol的壳聚糖样品，用100mL质量百分数为0.4％的乙酸水溶液溶解，待完全溶解至澄清溶液后，使用纯水定容至1.0L，制备成浓度为5.0g/L的壳聚糖储备液。在一系列50mL容量瓶中分别加入0.25-10mL壳聚糖储备液，并分别用6.0g/L的氢氧化钠水溶液定容并摇匀，得到一系列不同浓度的壳聚糖标准系列溶液，浓度范围为25-1000mg/L。蒸馏水为参比空白，用浊度仪分别测定上述壳聚糖标准系列溶液的浊度，以浓度为横坐标，对应的浊度为纵坐标绘制标准工作曲线。
取25mL壳聚糖待检测溶液(其中壳聚糖的重均分子量约为1.3×105g/mol)，使用6.0g/L的氢氧化钠水溶液定容至50mL，稀释后用浊度仪测定浊度；由所得的标准工作曲线直接求得稀释后浓度，按照2倍的稀释倍数换算稀释前浓度，即为待检测壳聚糖溶液的浓度。
实施例5
准确称取5.0g重均分子量约为2.0×105g/mol的壳聚糖样品，用100mL质量百分数为0.6％的乙酸水溶液溶解，待完全溶解至澄清溶液后，使用纯水定容至1.0L，制备成浓度为5.0g/L的壳聚糖储备液。在一系列50mL容量瓶中分别加入0.25-10mL壳聚糖储备液，并分别用8.0g/L的氢氧化钠水溶液定容并摇匀，得到一系列不同浓度的壳聚糖标准系列溶液，浓度范围为25-1000mg/L。蒸馏水为参比空白，用浊度仪分别测定上述壳聚糖标准系列溶液的浊度，以浓度为横坐标，对应的浊度为纵坐标绘制标准工作曲线。
取5mL壳聚糖待检测溶液(其中壳聚糖的重均分子量约为2.0×105g/mol)，使用8.0g/L的氢氧化钠水溶液定容至50mL，稀释后用浊度仪测定浊度；由所得的标准工作曲线直接求得稀释后浓度，按照10倍的稀释倍数换算稀释前浓度，即为待检测壳聚糖溶液的浓度。
实施例6
准确称取5.0g重均分子量约为3.5×105g/mol的壳聚糖样品，用100mL质量百分数为0.8％的乙酸水溶液溶解，待完全溶解至澄清溶液后，使用纯水定容至1.0L，制备成浓度为5.0g/L的壳聚糖储备液。在一系列50mL容量瓶中分别加入0.25-10mL壳聚糖储备液，并分别用10g/L的氢氧化钠水溶液定容并摇匀，得到一系列不同浓度的壳聚糖标准系列溶液，浓度范围为25-1000mg/L。蒸馏水为参比空白，用浊度仪分别测定上述壳聚糖标准系列溶液的浊度，以浓度为横坐标，对应的浊度为纵坐标绘制标准工作曲线。
取2mL壳聚糖待检测溶液(其中壳聚糖的重均分子量约为3.5×105g/mol)，使用10g/L的氢氧化钠水溶液定容至50mL，稀释后用浊度仪测定浊度；由所得的标准工作曲线直接求得稀释后浓度，按照25倍的稀释倍数换算稀释前浓度，即为待检测壳聚糖溶液的浓度。
实施例1-6的标准工作曲线性方程与线性相关系数见表1，标准曲线图见图1。由表1可知，线性相关系数均可达到0.999以上。测定空白溶液11次，通过计算3倍的空白标准偏差，得出各实施例测定水溶液中壳聚糖浓度的检出限见表1。用该方法检测6种不同重均分子量的窄分布壳聚糖水溶液浓度，质量浓度检出限在2.1～4.8mg/L之间。
表1
实施例7-9
利用实施例1至实施例6的方法，分别检测浓度为40mg/L、120mg/L、200mg/L各重均分子量的壳聚糖水溶液，计算平均回收率与相对标准偏差。结果见表2，平均加标回收率在82.1％-122％范围内，相对标准偏差为0.75％-8.7％。
表2
尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种测定水溶液中壳聚糖浓度的方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：
(1)将某一重均分子量的壳聚糖样品溶解于乙酸溶液中，并使用纯水定容制备成壳聚糖储备液；所述壳聚糖样品的重均分子量为40,000、50,000、70,000、130,000、200,000或350,000；
(2)在一系列容量瓶中依次加入不同体积的壳聚糖储备液，用氢氧化钠溶液定容以得到一系列不同浓度的壳聚糖标准系列溶液，所述壳聚糖标准系列溶液的浓度范围为25-1000mg/L；
(3)以蒸馏水为参比空白，用浊度仪分别测定所述壳聚糖标准系列溶液的浊度，以其浓度为横坐标、对应的浊度为纵坐标，绘制标准工作曲线；
(4)壳聚糖待检测溶液使用2-25倍体积的氢氧化钠溶液稀释后，用浊度仪测定浊度；所述待检测壳聚糖溶液中壳聚糖的重均分子量与步骤(1)中所述壳聚糖样品的分子量相同，所述氢氧化钠溶液的浓度与步骤(2)中氢氧化钠溶液的浓度相同；
(5)根据步骤(3)得到的所述标准工作曲线，利用步骤(4)测定的浊度直接求得待检测壳聚糖溶液的稀释后浓度，按照稀释倍数换算稀释前浓度，即为待检测壳聚糖溶液的浓度。
2.根据权利要求1所述的一种测定水中壳聚糖含量的方法，其特征在于，所述壳聚糖样品溶解于100mL的乙酸溶液中，所述乙酸溶液的质量百分数为0.2-1.0％。
3.根据权利要求1所述的一种测定水中壳聚糖含量的方法，其特征在于，所述壳聚糖储备液的浓度为5.0g/L。
4.根据权利要求1所述的一种测定水中壳聚糖含量的方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的浓度为1.0-10g/L。
5.根据权利要求1所述的一种测定水中壳聚糖含量的方法，其特征在于，该方法测定水溶液中壳聚糖浓度的相对标准偏差为0.75％-8.7％，加标回收率为82.1％-122％，最低检出限为2.1～4.8mg/L。
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