CN202786250U - 一种生物转化反应中γ-氨基丁酸生成量的检测装置 - Google Patents
一种生物转化反应中γ-氨基丁酸生成量的检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202786250U CN202786250U CN 201220248891 CN201220248891U CN202786250U CN 202786250 U CN202786250 U CN 202786250U CN 201220248891 CN201220248891 CN 201220248891 CN 201220248891 U CN201220248891 U CN 201220248891U CN 202786250 U CN202786250 U CN 202786250U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gaba
- reaction
- acid
- controller
- instrument
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
Images
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
一种生物转化反应中γ-氨基丁酸（GABA）生成量的检测装置，属于化学仪器技术领域。本装置主体包括：1）pH感应仪；2）数字转化仪；3）滴液瓶；4）控制仪和5)反应器。其数字转化仪可记录添加酸的体积，控制仪可以设定反应pH值、添加酸的浓度两个参数，由加酸体积经过程序计算可得GABA生成量，并直接显示在控制仪上。谷氨酸脱羧酶催化反应中不可逆消耗质子，本装置正是利用了消耗质子数和γ-氨基丁酸的比例关系。它解决了目前在生物转化过程中测定γ-氨基丁酸费时长，成本高，操作繁琐的缺陷。本装置测定生物转化过程中γ-氨基丁酸无需对样品进行处理，操作简单易行，耗时短，成本低。
Description
技术领域
一种生物转化反应中快速计算γ-氨基丁酸生成量的检测装置，属于化学仪器技术领域。
背景技术
γ-氨基丁酸（GABA，Gamma-aminobutyric acid）是一种天然存在的非蛋白组成氨基酸，在哺乳动物体内GABA是一种抑制性神经递质，介导40%以上的抑制性神经信号。GABA具有提高脑活力、降低血压、安定精神、改善肝肾机能等功能，因而它在功能食品中具有广泛的应用前景。
谷氨酸脱羧酶（GAD，Glutamate decarboxylase）是一种磷酸吡哆醛（PLP）类酶，它是GABA生物合成过程中的重要生物酶。GAD广泛存在于微生物、植物组织到高级哺乳动物体内，但是它在细胞中的存在量甚微。
在GABA生物合成过程中，对GABA的测定目前有多种方法和仪器，而不同测定方法优缺点不同，因而有必要来根据实际情况，通过实验研究建立一种有针对性的快速、可靠、方便的测定方法，已有的检测方法报道有以下几种：
双酶法：运用双酶试剂盒Gabase（双酶试剂盒，即[α-酮戊二酸：GABA，氨基转移酶（E.C.2.6.19）]及[NAD(P)：琥珀酸半缩醛，氧化还原酶(E.C.1.2.1.16)]），反应原理为：α-酮戊二酸+GABA→琥珀酸半缩醛+L-谷氨酸；NADP＋+琥珀酸半缩醛→NADPH+H＋+琥珀酸。该方法对GABA进行定量分析，通过荧光检测NADH或NAD的变化量，所需时间短，灵敏度高，达1×10-11 mol/L，在医学研究中常用于对神经组织中所含GABA的微量分析。但是该检测方法的测定成本比较昂贵，不适于工业应用。
氨基酸分析仪测定法或高效液相测定法：采用分析仪器定量测定GABA。此类方法目前应用广泛并且准确度很高，但是分析成本较高，有时需要对样品进行比较繁琐的预处理或衍生化准备，由于准确度高通常作为一种参照比较的标准方法。
纸层析或薄层扫描法：此类方法主要利用氨基酸与茚三酮反应生成有色物质，进行分离检测。此类方法比较经济快速，但是灵敏度较低，常常用作GABA的定性检测。
比色法：基本原理为，利用生物反应前后Berthelot比色法的显色差值来测定酶活。Berthelot反应利用苯酚、次氯酸钠与游离氨反应，显色灵敏度高，常用来测定体系中的氨及其盐类的含量，氨基酸具有游离氨基，在Berthelot反应中有一定响应，一个规律是，ω-氨基酸的反应灵敏度很高，而α-氨基酸响应低。对于体系中的L-谷氨酸和GABA来讲，它们在Berthelot反应中响应差别悬殊，即酶反应产物GABA的响应很高而底物L-谷氨酸响应低，因此酶反应发生时，可以根据体系显色强度变化进行酶活测定。Johnson和Tsushida等报道了利用比色法分别测定豇豆和茶叶中谷氨酸脱羧酶的酶活。此类方法所需样品量少，快速，但是准确度不高，反应体系小，不适于工业化应用。
另外，根据谷氨酸脱羧酶反应的特点：GAD属于裂解酶类，反应为作用于L-谷氨酸而产生CO2和GABA，反应过程中CO2不断逸出，因此GAD脱羧反应是一个不可逆过程，反应中不断消耗质子。通过计算反应中释放的CO2量来计算酶活也有报道：采用电化学装置，原理为检测脱羧反应中定量释放的CO2。凌达仁和吴国琪利用微机化离子分析仪和CO2气敏电极来测定谷氨酸脱羧酶活力，据此还可以推算GABA的生成量，此元素方法数据应用计算机记录，非常方便，易于操作。但是设备投资大，对反应体系要求严格。
二氧化碳定量法。采用放射定量法来测定GAD的酶活，原理是以带有放射性元素14C的L-谷氨酸为底物，GAD脱羧反应中会定量释放14CO2，检测14CO2，然后根据反应中单位时间内释放的14CO2来确定GAD酶活，据此还可以推算GABA的生成量。此方法准确度极高，但是测定成本较高，操作繁琐，对设备要求严格。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题为：针对目前GABA测定方法的费时长，成本高，操作复杂，规模小等缺陷，发明了一种专门用于生物转化中测定生成GABA含量的检测装置。
本实用新型的技术方案：工业化生物转化生产GABA过程中，为了充分利用酶活，一般应分批添加底物，GAD脱羧不可逆消耗质子，需要在线调节pH，通过实验得出消耗质子数和γ-氨基丁酸生成量的比例关系，据此发明了一种生物转化过程中可快速检测GABA的新型装置。该检测装置主体包括：1）pH感应仪；2）数字转化仪；3）滴液瓶；4）控制仪；5）反应器。反应器（5）内放置反应液，pH感应仪（1）插入反应器（5）内反应液中，pH感应仪（1）始终在线检测着反应液的pH值，pH感应仪（1）和控制仪（4）相接，控制仪（4）根据设定pH值控制滴液瓶（3）对反应液加酸；pH感应仪（1）又和数字转化仪（2）相接，数字转化仪（2）记录添加酸的体积，数字转化仪（2）将加酸量的体积转化为电信号传给控制仪（4），然后控制仪（4）会根据计算程序直接显示出γ-氨基丁酸生成量。
检测操作步骤为：
A、设定反应pH（4.6-4.8）值、添加盐酸的浓度n(0.1-0.5M)两个参数，加谷氨酸溶液，和加谷氨酸脱羧酶溶液或产谷氨酸脱羧酶的湿细胞到反应器内，用水补足反应体积在100-500mL之间；添加的谷氨酸总量在5-100mmol之间，添加的谷氨酸脱羧酶溶液或产谷氨酸脱羧酶的湿细胞量(使总酶活为100-2000U)；
B、反应体系反应前应调至设定值；
C、pH感应仪始终在线监测反应液的pH，并用浓度为n的HCl调至最适设定值，记录累计添加盐酸的体积V；
D、运用公式W＝（n×V×k×103.1）计算出γ-氨基丁酸生成量W；
n的单位为mol/L，V的单位为mL，W的单位为mg；
k定义为：谷氨酸脱羧酶脱羧反应中，γ-氨基丁酸生成量与质子消耗数之比，是谷氨酸脱羧酶的一个特征值。主要是应用本装置和高效液相法测定GABA对比得到，数值为0.5。
本实用新型的有益效果：本装置测定生物转化过程中γ-氨基丁酸生成量无需对样品进行处理操作，操作简单易行，耗时短，成本低。
附图说明
图1 本实用新型结构示意图。
附图标记说明：1、pH感应仪；2、数字转化仪；3、滴液瓶；4、控制仪和5、反应器。
具体实施方式
实施例1：按如下步骤操作：a.设定控制仪的参数：pH4.6，添加0.1M盐酸溶液；b.添加20mmol的谷氨酸到反应器，加入去离子水至反应体积100mL；c. 调至pH4.6；d. 添加10mL谷氨酸脱羧酶溶液（酶活100U）到反应器内开始反应。10min后，记录累计添加盐酸的体积为79.5mL，运用公式W＝（n×V×k×103.1）计算出生成GABA量为409.8mg，高效液相的方法检测GABA结果为417mg，误差率为1.8%。
实施例2：按如下步骤操作：a.设定控制仪的参数：pH4.8，添加0.5M盐酸溶液；b.添加5mmol的谷氨酸到反应器，加入去离子水至200mL；c. 调至pH4.8；d. 添加20g湿细胞（酶活500U）到反应器内开始反应。10min后，记录累计添加盐酸的体积为57.3mL，运用公式W＝（n×V×k×103.1）计算出生成GABA量为1477mg，高效液相的方法检测GABA结果为1489.4mg，误差率为0.9%。
实施例3：按如下步骤操作：a.设定控制仪的参数：pH4.7，添加0.25M盐酸溶液；b.添加100mmol的谷氨酸到反应器，加入去离子水至500mL；c.调至pH4.7；d. 添加80g湿细胞（酶活2000U）到反应器内开始反应。10min后，记录累计添加盐酸的体积为331.3mL，运用公式W＝（n×V×k×103.1）计算出生成GABA量为4.2696g，高效液相的方法检测GABA结果为4.32g，误差率为1.1%。
Claims (1)
1.一种生物转化反应中快速计算γ-氨基丁酸生成量的检测装置，其特征在于该检测装置主体由pH感应仪（1），数字转化仪（2），滴液瓶（3），控制仪（4）和反应器（5）构成；控制仪（4）用于设定反应pH值、添加酸的浓度两个参数，反应器（5）内放置反应液，pH感应仪（1）插入反应器（5）内反应液中，pH感应仪（1）始终在线检测着反应液的pH值，pH感应仪（1）和控制仪（4）相接，控制仪（4）根据设定pH值控制滴液瓶（3）对反应液加酸；pH感应仪（1）又和数字转化仪（2）相接，数字转化仪（2）记录添加酸的体积，数字转化仪（2）将加酸量的体积转化为电信号传给控制仪（4），然后控制仪（4）会根据计算程序直接得出γ-氨基丁酸生成量，并直接显示在控制仪（4）上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220248891 CN202786250U (zh) | 2012-05-30 | 2012-05-30 | 一种生物转化反应中γ-氨基丁酸生成量的检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220248891 CN202786250U (zh) | 2012-05-30 | 2012-05-30 | 一种生物转化反应中γ-氨基丁酸生成量的检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202786250U true CN202786250U (zh) | 2013-03-13 |
Family
ID=47813555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201220248891 Withdrawn - After Issue CN202786250U (zh) | 2012-05-30 | 2012-05-30 | 一种生物转化反应中γ-氨基丁酸生成量的检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202786250U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732421A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-10-17 | 江南大学 | 一种生物转化反应中快速计算γ-氨基丁酸生成量的检测装置 |
-
2012
- 2012-05-30 CN CN 201220248891 patent/CN202786250U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732421A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-10-17 | 江南大学 | 一种生物转化反应中快速计算γ-氨基丁酸生成量的检测装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102590318B (zh) | 连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法及装置 | |
| Cao et al. | Electrochemical sensing of melamine with 3, 4-dihydroxyphenylacetic acid as recognition element | |
| Li et al. | A ratiometry-induced successive reusable electrochemical aptasensing platform: Efficient monitoring of aflatoxin B1 in peanut | |
| Yu et al. | Molecularly imprinted electrochemical sensor based on nickel nanoparticle-modified electrodes for phenobarbital determination | |
| CN104101722A (zh) | 工业锅炉水质检测中多项目连续自动分析装置及其分析方法 | |
| CN102323305A (zh) | 用化学振荡反应同时测定复合氨基酸中l-酪氨酸和l-色氨酸 | |
| Liu et al. | Integrated hand-held electrochemical sensor for multicomponent detection in urine | |
| Sun et al. | A chiral ligand exchange CE system for monitoring inhibitory effect of kojic acid on tyrosinase | |
| CN202786250U (zh) | 一种生物转化反应中γ-氨基丁酸生成量的检测装置 | |
| Sun et al. | Electroactive biofilm-based sensor for volatile fatty acids monitoring: a review | |
| CN103235085A (zh) | 一种快速测定厌氧反应器中挥发性脂肪酸浓度的方法 | |
| CN102732421B (zh) | 一种生物转化反应中快速计算γ-氨基丁酸生成量的检测装置 | |
| CN101377473B (zh) | 一种快速的定量电分析方法 | |
| CN103344684B (zh) | 磁场诱导自组装肌酸酐分子印记膜电化学传感器制备方法 | |
| CN101597636B (zh) | 用偶联酶反应的最大瞬时速度测定靶酶活性的方法 | |
| WO2008096757A1 (ja) | 生体分子検出方法及び生体分子検出用チップ | |
| Lee et al. | Sequential injection analysis system for on-line monitoring of L-cysteine concentration in biological processes | |
| CN106338573B (zh) | 一种测定农业沼气工程厌氧发酵系统中有机酸含量的方法 | |
| CN106442681A (zh) | 基于双酶固定化技术的甘油快速测定生物传感器的方法 | |
| CN113030208B (zh) | 一种电化学制备的吲哚乙酸多孔分子印迹传感器及其应用 | |
| CN115453022B (zh) | 一种快速判断白酒中甲醛含量的方法 | |
| CN103630593A (zh) | 一种二电极葡萄糖酶电极传感器 | |
| CN101691601B (zh) | 一种通过酶法测定二氧化碳浓度来确定草酸浓度的方法 | |
| CN103308575B (zh) | 一种生物传感分析仪测定谷氨酸含量的检测方法及用途 | |
| Kutyła-Olesiuk et al. | The application of an array of sensors based on boronic acid derivative for the quantitative analysis of amino acids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20130313 Effective date of abandoning: 20130807 |
|
| RGAV | Abandon patent right to avoid regrant |