一种用于检测水中含氢量的检测管及应用.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103837529 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103837529 A (21)申请号 201410081667.9 (22)申请日 2014.03.06 G01N 21/78(2006.01) (71)申请人 北京工业大学 地址 100124 北京市朝阳区平乐园 100 号 (72)发明人 马雪梅 刘梦昱 王婷婷 (74)专利代理机构 北京思海天达知识产权代理 有限公司 11203 代理人 张慧 (54) 发明名称 一种用于检测水中含氢量的检测管及应用 (57) 摘要 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。

2、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。

3、量越大。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103837529 A CN 103837529 A 1/1 页 2 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。 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， 所述底物为硫代乙酰胆碱， 显色。

4、剂为 DTNB， 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 0.1g， 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。

5、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。 权 利 要 求 书 CN 103837529 A 2 1/3 页 3 一种用于检测水中含氢量的检测管及应用 技术领域 0001 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。

6、速鉴定， 属于生物技术领域酶法分析领域。 背景技术 0002 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。

7、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。 0003 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。 0004 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。

8、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。 0005 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。

9、况下， 氢水组的颜色应比普通水组的颜色深。 0006 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。 0007 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。 0008 此外。

10、， 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。 说 明 书 CN 103837529 A 3 2/3 页 4 发明内容 0009 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。

11、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。 0010 本发明所采用的技术方案是 ： 0011 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 200mol/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。

12、-3:1） ， 磷酸缓冲物质使得液体系的 PH 在 6 到 8 之间 （优选 7） 。 0012 优选检测管内径为 0.5cm， 长度为 3cm， 在 200ml 体积处有刻度线。 0013 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 4.837g， 硫代乙酰胆碱与乙酰胆碱酯酶反应， 生成含巯基产物。 0014 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。 0015 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 。

13、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。 0016 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。 0017 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， 。

14、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 0018 图 1 为实施例 1 的可见光吸收值图 ； 0019 图 2 为实施例 2 的可见光吸收值图。 具体实施方式 0020 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。 说 明 书 CN 103837529 A 4 3/3 页 5 0021 实施例 1 0022 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） 0.1g， 加 。

15、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 3000mol/L、 200mol/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200L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。 0023 实施例 2 0024 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） 0.11g， 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。

16、用氢电极测出所用氢水为 100mol/L 浓度， 用纯水和该浓 度氢水分别作为溶剂， 分别取 200L 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。 0025 实施例 3 0026 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） 0.36g， 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 500mol/L 浓度， 用纯水和该浓度氢水分别作 为溶剂， 分别取 200L 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。 0027 本发明的检测步骤是 ： 0028 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。 说 明 书 CN 103837529 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103837529 A 6 。