氨基酸-金属离子体系的测定

几种金属离子的柱层析实验报告一、原理：有些高分子物质含有一些可以分离的基因，例如-SO3H，-COOH等，因此可以和溶液中的离子产生交换反应。

如：R-SO3H＋M+ ————R-S3M＋H+或R-NH3OH＋CL－—————R-NH3CL＋OH－这类高分子物质通称离子交换剂，其中使用最普遍的是离子交换树脂。

由于一定的离子交换剂对不同离子的亲和力不同，因此在洗提过程中，不同的离子在离子交换柱上的迁移速度也不同，最后得到分离。

二、目的与要求：本实验是采用Zerolit225型阳离子交换树脂所装的柱，选以特定的PH缓冲洗脱液来分离含有两个性质不同的氨基酸溶液。

通过实验要求掌握装柱、上样、洗脱、收集等离子交换柱层析技术的要点。

三、仪器与装置：玻璃层析柱：长475px，内径30px，3# 砂芯。

HL-2B型恒流泵。

HD-4型电脑核酸蛋白检测仪。

BS-100A自动部份收集器。

250ml烧杯。

1ml吸管。

水浴锅。

72型（或721型）分光光度计。

四、试剂与药品：树脂：Zerolit225型阳离子交换树脂。

洗脱液：0.45N，PH5.3柠檬酸缓冲液，取285g柠檬酸（C6O7H8·H2O）；186g 97℅NaOH；105ml浓硫酸溶于水中稀释至10升。

样品液：0.005M ASP和LYs的0.02N HCL混合溶液。

显色剂：显色剂列出两种可任选一种。

显色剂（Ⅰ）茚三酮-TiCL3溶液。

10g茚三酮溶于500ml乙二醇甲醚，再加入0.85 ml TiCL3（15%）显色剂（Ⅱ）：茚三酮-KCN溶液。

0.1M KCN:0.1628g KCN溶于水中稀释至250mlA、将1.25g茚三酮溶于25ml乙二醇甲醚，配成5%（W/V）浓度的溶液。

B、将2.5ml 0.01M KCN溶液与125ml乙醇甲醚混合。

将A和B合并置棕色瓶中过夜即可使用。

此溶剂用时，A、B两溶液在前一天合并，配好的溶液仅能在1-2天内使用，过时失效须重配。

质量平衡法对氨基酸纯度定值的研究进展*刘 照 戴新华 李孟婉 李红梅 暴海霞（中国计量科学研究院，北京１０００２９）摘 要 氨基酸纯度定值方法主要有质量平衡法、定量核磁法、滴定法和差示扫描量热法等。

质量平衡法是指测量出氨基酸中的所有杂质，然后从１００％中减去这些杂质（与主成分结构类似物杂质、水分、挥发性杂质、无机杂质）而得到其纯度值。

质量平衡法适用于所有的有机纯物质定值，而且不确定度相对较小，目前物质量咨询委员会有机工作组把该方法作为有机纯物质纯度定值的基准方法。

本文综述了采用质量平衡法对氨基酸纯品进行纯度定值时，对氨基酸中各类杂质检测技术的研究进展。

关键词 纯度定值；质量平衡法；氨基酸；杂质doi ：１０.３９６９／ｊ.ｉｓｓｎ.１０００-０７７１.２０１5.０8.０２*课题项目：国家科技支撑计划（２０１３ＢＡＫ１０Ｂ０１）０ 引言氨基酸是合成蛋白质的重要原料，对于促进生长，进行正常代谢、维持生命活动等具有重要意义。

如果人体缺乏或减少其中某一种，人体的正常生命代谢就会发生障碍，甚至导致各种疾病的发生或生命活动终止。

例如：甲硫氨酸帮助分解脂肪，能预防脂肪肝，心血管疾病和肾脏疾病的发生，防止肌肉软弱无力，将有害物质如铅等重金属除去，治疗风湿热和怀孕时的毒血症；色氨酸促进睡眠，减少对疼痛的敏感度，缓解偏头痛，缓和焦躁及紧张情绪［１-３］。

由此可见，氨基酸在人体生命活动中非常需要。

由于氨基酸的分析检测在各个领域［３］（如食品、饲料添加剂、化妆品、临床医学、蛋白质组学等）都起着极其重要的作用，世界各国都高度重视对氨基酸分析方法的研究。

而氨基酸纯物质中杂质定性和定量准确与否将直接影响其纯度值，从而进一步影响基体中该类物质的测量结果。

因此，实现氨基酸中微量和痕量杂质的准确定性和定量是采用质量平衡法对氨基酸纯物质纯度测量的难题，也是制约我国氨基酸高质量纯度标准物质研发的主要技术瓶颈。

针对质量平衡法将氨基酸中杂质分为与主成分结构类似杂质、易挥发性杂质ＶＯＣｓ、水分和难挥发性无机杂质四大类，分别对这四类杂质的测量技术展开讨论。

金属氨基酸螯合物质量的检测方法金属氨基酸螯合物质量的检测方法美国企利摘要：到当前为止，没有一种单一的检测方法就能够对螯合物的质量做出最终的评价。

本文所介绍的原子吸收光谱法(AAS)和选择性离子电极(ISE)相结合，经过检测产品中总的金属含量和溶液中自由金属离子的含量，两者之间的差值就是螯合金属的量。

这种方法，即判断不螯合或弱螯合，要比试图直接检测螯合金属要来的容易和简单。

关键词：氨基酸螯合物，原子吸收光谱法(AAS)，选择性离子电极(ISE)Abstract: At present， no single test can effective give the conclusive chelates quality. This article introduce using atomic absorption spectrophotometry(AAS) and Ion selective electrodes to determine the total metal and free metal ion (unbound free metal)， the difference show the amount of bound metal. It is easier and simple to judge no-bound or weak-bound than try to measure the bound metal.Key words: Amino Acid Chelates，Atomic Absorption Spectrophotometry(AAS)，Ion selective electrodes(ISE)前言现在，一个国家的饲料监督管理部门能够在市场上发现有将近30种能够称之谓有机物的产品用于动物饲料中。

这些产品范围很宽广，只要是金属与有机分子结合，能给动物提供必须营养，就能够称为有机物，包括了从甲酸钙(蚁酸钙)到蛋白锌等整个范围。

氨基酸与金属离子配位机理
氨基酸是构成蛋白质的基本组成部分之一，也是生命体内的重要化学
物质。

由于氨基酸的结构中含有氨基和羧基，使得其与金属离子发生
配位反应成为可能。

在自然界中，氨基酸与金属离子的配位机理具有
重要的生物学、化学和物理学意义。

氨基酸与金属离子的配位机理主要取决于配位基团的性质、金属离子
的电子结构、反应条件等因素。

一般情况下，氨基酸中的羧基和氨基
可以分别与金属离子形成配位键，从而形成金属离子和氨基酸之间的
络合化合物。

对于氨基酸中的侧链基团，例如谷氨酸、天冬氨酸等，
它们也可以与金属离子发生配位反应。

氨基酸与金属离子配位机理的研究不仅有助于深入理解生物体内的生
物化学反应过程，而且也有助于设计和制备新型功能材料。

例如，氨
基酸和金属离子的配位反应可以产生多种多样的化合物，如荧光探针、膜分离剂、药物等，这些化合物具有广泛的应用前景。

此外，通过氨
基酸和金属离子之间的配位作用，还可以模拟和研究生命体系中一些
关键的生物过程，如催化、传导和调控等。

最近的研究表明，氨基酸中的碱性侧链基团，如精氨酸、赖氨酸等，
通常会选择性地与金属离子形成强配位键，而氨基酸中的酸性侧链基
团，如谷氨酸、天冬氨酸等，则更容易形成弱的配位键。

此外，氨基酸中的羟基和硫醇基也可以与金属离子通过配位反应相互作用。

总之，氨基酸与金属离子的配位反应是生物学、化学、物理学等多学科交叉的研究领域，并有广泛的应用前景。

随着科技的发展和研究技术的不断创新，相信氨基酸与金属离子的配位机理会有更深入的研究和开发。

Zn离子的检测方法1. Zn离子的分离：加入氨-氯化铵（1：1）调节pH至8~9，加入10滴TAA加热8~10分钟，搅拌。

过滤沉淀，向沉淀中加入浓硝酸，待溶解后加入尿素和甘氨酸，加热，趁热过滤沉淀，弃去沉淀。

向母液加入甘氨酸，调pH为6，加入5滴TAA加热。

过滤保留沉淀，加入双氧水和稀醋酸，加热，是沉淀完全溶解。

Zn离子的定性检出：向上述溶液中滴加（NH4）2Hg(SCN)4和CuSO4溶液，若加入戊醇在有机相中有紫色沉淀聚集，即Zn2Hg(SCN)4·Cu2Hg(SCN)4混晶。

则可鉴定含有锌离子。

Zn离子的定量测定：调节pH为弱酸性，EDTA滴定，指示剂用百里酚蓝，终点颜色变为紫色或蓝色？（不可确定）。

2.蛋氨酸螯合锌是由蛋氨酸与硫酸锌经过合成反应形成的蛋氨酸锌螯合物.它的螯合率决定了该物质的生物利用率,影响着动物体的消化和吸收.螯合率的测定在衡量产品质量,改进生产工艺,研究微量元素的作用机理等均有积极意义,但是,目前螯合率的测定均比较复杂,(如:离子交换树脂法,凝胶过滤色谱法,电极法等),这些方法,一般的实验室难以检测,为此,本文针对螯合物产品重点研究出了一套简便,易行的检测方法,经过多次比对结果令人满意.1,实验材料无水甲醇,双硫腙氯仿溶液(5ug/mL),EDTA标准滴定溶液(0.05mol/L),抗坏血酸,硫脲溶液:50g/L,氟化铵溶液:200g/L,盐酸溶液:1+4,乙酸—乙酸钠缓冲溶液,二甲酚橙指示液:2g/L. 2,实验原理氨基酸微量元素螯合物几乎不溶于甲醇等有机溶剂中,而游离金属离子均能溶解于甲醇等有机溶剂中,利用这一特性,我们用无水甲醇来分离提纯氨基酸微量元素螯合物.3,螯合物的鉴别纯的氨基酸微量元素螯合物在有机溶剂中应没有游离的金属离子存在.另外,因为双硫腙易与Cu,Zn,Fe离子形成红色络合物,所以我们用双硫腙试剂来鉴别游离金属离子,只要出现红色,证明螯合物中有游离金属离子存在,因此我们就判定此产品为不合格产品.称取蛋氨酸螯合锌试样1g,用25mL无水甲醇提取,过滤,取滤液0.1mL加入3mL双硫腙氯仿溶液,试样应呈蓝绿色(双硫腙颜色),不得出现红色现象.为了验证此方法的可行性,我们用蛋氨酸与无机金属锌按照蛋氨酸螯合锌的配比,混合成蛋氨酸锌混合物,然后同样用此方法与蛋氨酸螯合锌做比较.检验结果如下表:表1双硫腙试剂检验蛋氨酸螯合锌及蛋酸混合锌样品的甲醇溶液的实验结果样品溶液鉴别现象检验结果空白蓝绿色没有游离锌存在蛋氨酸螯合锌蓝绿色没有游离锌存在蛋氨酸混合锌红色有大量游离锌存在蛋氨酸混合锌样品的甲醇溶液在加入双硫腙试剂后,呈红色,蛋氨酸螯合锌样品的甲醇溶液在加入双硫腙试剂后呈蓝绿色(双硫腙颜色),所以双硫腙确实能与游离的金属离子形成红色络合物,从两者甲醇溶液的颜色变化可知样品是否完全螯合.(百分百螯合)此鉴别方法有效的检测了产品的螯合情况,在鉴别合格的前提下就可以直接测定金属离子的含量.4,锌含量的测定4.1 原理将试样用盐酸溶解,加适量的水,加入氟化铵,硫脲,抗坏血酸作为掩蔽剂,以乙酸—乙酸钠溶液调节PH值为5-6,以二甲酚橙为指示剂,用乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液滴定,至溶液由紫红色为亮黄色即为终点.4.2 分析步骤称取蛋氨酸锌式样0.5～1.0g(准确至0.0002g)置于250mL锥形瓶中,加少量水润湿.加5mL盐酸溶液(1+4)使式样溶解,加50mL水,10mL氟化铵溶液,10mL硫脲溶液,0.2g抗坏血酸,摇匀溶解后加入15mL乙酸—乙酸钠缓冲溶液和3滴二甲酚橙指示液,用乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液由紫红色变为亮黄色即为终点.同时做空白实验.4.3 结果计算式样中锌含量X以质量百分数(%)表示,按下式计算:X=(V1-V0)C×0.06539×100m式中:V1——滴定试样溶液所消耗乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的体积,mL;V0——滴定空白溶液所消耗乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的体积,mL;C——乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的实际浓度,mol/L;0.06539——与 1.00mL乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液C(EDTA=1.000mol/L)相当的以克表示的锌的质量; m——试样的质量.5,测定螯合率5.1 原理由于氨基酸微量元素螯合物在甲醇等有机溶剂中的溶解度极小,而游离金属离子均能溶解于甲醇等有机溶剂中,利用二者在甲醇中溶解度的差异,我们用无水甲醇来分离提纯氨基酸螯合物,然后用EDTA配位滴定法滴定游离态中的锌离子,计算出螯合率.5.2测定方法称取0.5～1.0g蛋氨酸螯合锌样品,然后按4.2中的分析步骤进行,计算出锌离子的含量(为总含量).另称相同量的蛋氨酸锌螯合物样品,加50ml无水甲醇,充分搅拌,过滤,沉淀用甲醇反复洗涤3次,按4.2的分析方法测定滤液(游离态)中锌离子的含量.6,讨论6.1 由于蛋氨酸螯合锌微溶于水,为了避免甲醇中含有少量的水分会将锌离子游离出来,所以所用的甲醇必须经过蒸馏除水后方可用来提纯蛋氨酸螯合锌.6.2 双硫腙试剂与锌离子的络合反应非常灵敏,只要有痕量的锌离子存在,就会与双硫腙生成红色络合物,并且颜色会随着锌离子的增多而加深,因此我们可以从颜色的深浅来判断游离锌的多少,双硫腙氯仿溶液极易挥发,故应现用现配. 6.3方法的适用性测定多个产品,并用同配比的无机盐产品做对比,考察方法的适用性(表3,表4).表3 蛋氨酸锌螯合物与蛋氨酸锌混合物的鉴别比较试样名称试样编号鉴别现象检验结果空白蓝绿色无锌离子存在蛋氨酸螯合锌1＃蓝绿色无锌离子存在蛋氨酸螯合锌2＃蓝绿色无锌离子存在蛋氨酸螯合锌3＃蓝绿色无锌离子存在蛋氨酸螯合锌4＃蓝绿色无锌离子存在蛋氨酸螯合锌5＃蓝绿色无锌离子存在蛋氨酸螯合锌6＃蓝绿色无锌离子存在蛋氨酸混合锌红色大量锌离子存在7,结论本次实验重复性好,鉴别方法反应灵敏,操作简便,能够快速而有效的对氨基酸微量元素螯合物是否完全螯合进行定性鉴定.螯合率检测方法简单易行,以上数据均有利说明了此方法的准确性和再现性.3.食品中锌的测定--二硫腙比色法1 主题内容与适用范围本标准规定了食品中锌的测定方法。

氨基酸与金属离子配位机理的重新解析氨基酸是生物体内重要的有机分子，它在许多生物化学过程中起着关键的作用。

而金属离子则常常与氨基酸形成配位化合物，对氨基酸的结构和功能产生一定影响。

本文将重新解析氨基酸与金属离子的配位机理，探讨它们在生物系统中的重要性和意义。

1. 引言在生物体内，金属离子与氨基酸的相互作用是一种广泛存在的生物配位化学现象。

许多重要的生物化学反应和生命过程都依赖于金属离子与氨基酸之间的配位作用。

本文将从深度和广度的角度出发，重新解析氨基酸与金属离子的配位机理。

2. 氨基酸的配位能力氨基酸由一羧基（-COOH）和一氨基（-NH2）基团组成，它们能够提供多个孤对电子，形成与金属离子的配位键。

不同的氨基酸具有不同的配位能力，这取决于它们的结构和侧链性质。

含有硫醇基团的半胱氨酸能够与金属离子形成较稳定的配合物。

3. 金属离子的选择性配位金属离子在生物体内与不同的氨基酸之间表现出选择性配位的特点。

这取决于金属离子本身的电荷、半径、价态等因素，以及氨基酸的结构和功能群。

二价金属离子往往与含有氨基和羧基的氨基酸形成配位键，而三价金属离子则更倾向于与含有酚羟基的氨基酸发生配位反应。

4. 配位键的形成和稳定性配位键的形成对于金属离子和氨基酸之间的相互作用至关重要。

配位键的性质取决于氨基酸提供的孤对电子数目、配位数以及金属离子的性质。

通常情况下，氨基酸提供的多个孤对电子能够形成与金属离子的多个配位键，增加配合物的稳定性。

5. 氨基酸与金属离子的功能氨基酸与金属离子形成的配合物在生物体内具有多种功能。

它们可以参与催化反应，如酶的活性中心中的金属离子；或者作为信号分子，传递细胞内外的信号。

氨基酸与金属离子的配位作用还可以调节蛋白质的结构和稳定性，影响其功能。

6. 生物体内的配位反应在生物体内，氨基酸与金属离子的配位反应受到生理条件的调控。

pH值、温度、离子浓度等因素都可以影响配位反应的进行。

一些辅因子如辅酶也能够与金属离子形成稳定的配合物，参与生物化学反应。

饲料中游离氨基酸的检测方法
饲料中游离氨基酸的检测方法主要包括以下几种：
1. 比色法：利用氨基酸与重金属离子或某些化学试剂形成特定颜色的配合物，通过比色反应来定量测定游离氨基酸的含量。

2. 色谱法：常用的色谱方法包括气相色谱（GC）和高效液相色谱（HPLC）。

色谱法可以对多种氨基酸进行分离和定量，具有准确、灵敏、高效的特点。

3. 生物传感器法：利用生物传感器对游离氨基酸进行检测。

常用的生物传感器包括酶传感器、抗体传感器和细胞传感器等，这些传感器具有高灵敏度和高选择性。

4. 光谱法：包括紫外光谱、红外光谱和质谱等分析方法，可以利用氨基酸的特征吸收峰或质谱图谱进行定量测定。

以上方法在游离氨基酸的检测中都有各自的优缺点，在实际应用中可以根据需要选择合适的方法进行分析。

氨基酸Schiff碱金属配合物的研究进展祝振富 黎植昌西南师范大学应用化学研究所　重庆 630715摘要　本文概述了近年来国内外在氨基酸Schif f碱金属配合物领域的研究进展。

简介了它们的合成方法和在金属离子分析、药物化学、生物模拟、氨基酸的合成及拆分上的应用。

关键词　氨基酸　Schiff碱　金属配合物　合成　应用1　前言Schiff碱是指含有亚甲胺基C N的一类化合物,亦称亚胺。

这类化合物因Schiff于1864年首先发现而得名[1]。

含活泼羰基化合物和胺、氨基脲、氨基硫脲、醇胺、肼、氨基糖、氨基酚等作用所形成的Schiff碱及其衍生物作为螯合剂、稳定剂、生物活性试剂、分析试剂和催化剂等,广泛地应用于化工生产和科学研究。

近年来,由于氨基酸的特殊结构,使其形成的氨基酸Schiff碱及金属配合物研究领域显得尤为活跃。

氨基酸Schiff碱具有多个氧和氮原子,是一类重要的生物配体,其分子含有活泼的氨基酸基团,通过反应又可引入其它不同的结构和活性基团,对此类配体化合物的研究,有助于了解生物体中氨基酸与金属离子间的键合作用;氨基酸Schiff碱金属配合物具有催化氨基转移和外消旋作用,可作为研究维生素B6酶反应的优良模型,O2、N2载体模型化合物;具有荧光性能用于金属离子的分析测定;具有抗菌、抗炎、抗癌活性用于化疗药物研究等。

通过对它们结构和理化性质的研究,有助于揭示维生素B6酶结构上的特点,探讨催化氨基转移的机理,选择理想的金属离子荧光测定试剂,筛选高效、低毒、副作用小的抗菌、抗癌药物等。

因此,人们对这类化合物的合成、表征、结构测定、热力学及动力学性质等进行了大量的富有成果的研究,开辟了许多领域的应用研究。

本文对氨基酸Schiff碱金属配合物的合成及应用研究近况进行概述。

2　氨基酸Schiff碱金属配合物的合成方法1954年,M etzler和Ikawa等[2]在研究维生素B6酶催化和非酶催化氨基酸的转氨基反应机制时,推测此反应经过[Py CHO-AA]・M 配合物中间体——模板结构(AA为氨基酸): 1956年Eichho rn和M ar chand[3]首次在溶・31・氨基酸和生物资源A mino Acids&Biotic Resources1997,19(1):31～35访问学者,现在河南新乡医学院工作 收稿日期:96-04-02液中合成了N -水杨醛甘氨酸合铜(Ⅱ),并测得了光谱学数据。

目录中文摘要 (1)英文摘要 (3)第一章 绪论 (6)1.1电合成金属有机配合物的历史回顾与展望 (6)1.2 金属有机配合物电合成研究的进展 (9)1.3氨基酸金属配合物的应用 (19)1.4 论文的主要工作及意义 (22)参 考 文 献 (24)第二章 水杨醛缩L-异亮氨基酸Schiff碱过渡金属Cu(II)、Zn(II)、Ni(II)配合物的电化学合成及表征 (28)2.1前言 (28)2.2 实验部分 (28)2.3 结果与讨论 (31)2.4 结论 (41)参 考 文 献 (42)第三章 水杨醛缩甘氨酸、L-苯丙氨基酸Schiff-base混配 Cu(II)、 Zn(II)、Ni(II 金属配合物的电化学合成及表征 (44)3.1 前言 (44)3.2 实验部分 (44)3.3 结果与讨论 (48)3.4 结论 (59)参 考 文 献 (60)第四章 对甲苯磺酰氨基酸甲醇或2,2-联吡啶混配Cu(II)配合物的电化学合成及表征 (62)4.1 前言 (62)4.2 实验部分 (62)4.3 结果与讨论 (65)4.4 结论 (71)参 考 文 献 (72)发表的论文 (74)致谢 (75)附录 (76)氨基酸过渡金属（Cu、Zn、Ni）有机配合物的电化学合成及表征中文摘要过渡金属有机配合物具有光、电、磁、催化、生物化学特性等特殊功能。

电化学方法合成金属配合物，是以惰性电极或金属电极为阴极，以欲合成金属配合物的金属为“牺牲”阳极，在电解液中加入少量导电盐，通电流使阳极溶解，阴极发生还原反应合成金属配合物。

电合成法具有反应选择性较高、产品纯度高、一步合成和环境污染少等优点，因此此方法在实际应用中有很广泛的应用前景。

电化学合成法是一种可持续发展的绿色化学方法。

近年来，电化学合成金属有机化合物的研究发展迅速。

本论文主要研究如下：第一部分：水杨醛缩L-异亮氨基酸Schiff碱过渡金属Cu(II)、Zn(II)、Ni(II)配合物的电化学合成及表征。