CN105866275A - 定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的方法及装置 - Google Patents

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CN105866275A CN201610204200.8A CN201610204200A CN105866275A CN 105866275 A CN105866275 A CN 105866275A CN 201610204200 A CN201610204200 A CN 201610204200A CN 105866275 A CN105866275 A CN 105866275A
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朱建雄
曹志强
朱丽萍
张伟
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Abstract

定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的方法及装置，把1/10至1/2体积的固氮菌群溶液在大气压环境下放进一个刚性容器；刚性容器开口处用橡皮塞密封，震荡培养1小时至10天；通过补充气袋向刚性容器内充入不能与氮气和氧气发生反应的惰性气体，使得刚性容器内的气压恢复到一个大气压；从刚性容器里取样，使用气相色谱仪进行测试分析，并将测试分析结果和普通空气的测定结果对照；本发明的装置结构和方法原理简单，用气相色谱仪测试分析通入了惰性气体后新的混合气体，并将结果与气相色谱仪测试分析的普通空气的结果进行对比，简单直观准确测出固氮菌吸收氧气和氮气的量。

Description

定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的方法及装置
技术领域
本发明属于气体成分分析技术领域，更具体地说是一种定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的方法及装置。
背景技术
培养固氮菌的过程中，细菌的耗氧和耗氮量是工艺流程控制的重要依据，是最终产品质量的重要指标。目前还没有快速而准确的测定方法，最主要的问题是，如果连续供应新鲜空气，消耗的氧气和氮气很难定量测定；如果采用封闭体系，待细菌吸收氧气和氮气后，***内是负压，相当于气体被稀释，玻璃瓶内剩余气体的测定结果必须用普通空气的测定结果作参照（标准），亦即把瓶内样品的分析结果与普通空气样品用同样方法分析所得结果进行比较，从而计算出瓶内气体所剩氮气和氧气的含量；然而，气体取样时常常只能用固定体积的方法，不大容易固定压力，在普通空气标样与瓶内气体样品压力不同的情况下，取样时吸取同样的体积得到的气体绝对量（分子个数）就不会一样，分析结果也就没有可比性，不能用来作定量分析。
授权公告号CN1074547C的专利“一种生物固氮检测的方法”，公开了“将测试样品置于适当容积的培养瓶内，加入相应的培养基适量，用橡皮胶囊或其他可封闭的物质进行封闭，抽真空后，注入20%氧气和80%氮气，组成标准气压气体，再适合温度下培养相应的时间，用标准取样器取样检测氮气百分量的变化，从而求出氮气的减少量”，此办法要基于氮气、氧气吸收比例不同，当氮气、氧气吸收比例和原始比例相同时，本办法将失去其效能。
发明内容
为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明拟提供一种无论固氮菌以何种比例吸收氧气和氮气，都能简单、精确得定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的方法及装置。
为实现上述目的，本发明提供的定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的方法如下：
第一：把1/10 至1/2 刚性容器体积的固氮菌群溶液在大气压环境下放进刚性容器；
第二：刚性容器开口处用橡皮塞密封，震荡培养1小时至240小时；
第三：通过补充气袋向刚性容器内充入不能与氮气和氧气发生反应的惰性气体，使得刚性容器内的气压恢复到一个大气压；
第四：从刚性容器里取样，使用气相色谱仪进行测试分析，并将测试分析结果和普通空气的测定结果对照。
在给含菌刚性容器补充气体时，打开阀门，刚性容器里的负压促使补充气袋里的惰性气体通过气管和针头流入刚性容器，气袋变形收缩直至刚性容器内气压与大气压一致。
为实现上述方法，本发明还提供了一种定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的装置，包括刚性容器和补充气袋，所述刚性容器能够用来盛固氮菌群溶液，封口能够用橡皮塞密封；所述补充气袋为不透气且能够使内部气压保持与外部大气压相等的容器装置，优选轻质无弹性PVC膜气球；所述补充气袋的开口连接一个带有阀门的气管，气管另一端设置有针头，针头通过刺穿刚性容器封口橡皮塞与刚性容器相连。
本发明的有益效果是：本发明的装置结构和方法原理简单，通过充入惰性气体，恢复固氮菌作用后的刚性容器内的气体压力，解决了取样时吸取同样的体积得到的气体绝对量不一样，分析结果没有可比性，不能用来作定量分析得问题，用气相色谱仪测试分析通入了惰性气体后新的混合气体，并将结果与气相色谱仪测试分析的普通空气的结果进行对比，简单直观准确测出固氮菌吸收氧气和氮气的量。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图；附图中：
1、刚性容器，2、针头，3、阀门，4、气管，5、补充气袋
具体实施方式：
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图1，对本发明进行更加详细的描述。
本发明提供了一种无论固氮菌以何种比例吸收氧气和氮气，都能简单、精确得定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的方法及装置，在图1中 ，定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的装置，包括刚性容器1和补充气袋5，所述刚性容器1用来盛固氮菌群溶液，封口能够用橡皮塞密封；所述补充气袋5不透气且能够使内部气压保持与外部大气压相等的容器装置，采用轻质无弹性PVC膜气球；补充气袋5的开口连接一个带有阀门3的气管4，气管4一端设置有针头2，针头2通过刺穿刚性容器1封口橡皮塞与刚性容器1相连。
实施例1
在一个玻璃瓶内加入1/3瓶内体积的固氮菌群溶液，用橡皮塞封口，然后震荡24小时，由于细菌吸收了瓶中的氧气和氮气，玻璃瓶里面的气压降至低于大气压；此时打开阀门3，玻璃瓶里的负压促使补充气袋里的惰性气体通过气管4和针头2流入刚性容器1，补充气袋5变形收缩，最终气袋和玻璃瓶内部压力达到平衡，并由于补充气袋的变形而等于外部大气压。这时从玻璃瓶内用进样针取样得到的体积和直接从普通空气中取样的体积等同，能够简单而准确地定量分析瓶中各气体成分的含量。
取样品时，用气相色谱的进样针刺穿玻璃瓶橡皮塞定量吸取袋子里的气体，然后把吸到的气体直接注射到气相色谱仪进行分析；接着用普通空气反复清洗进样针，再在普通空气中吸取等量的气体，注射到气相色谱中用同样的方法进行分析；因为普通空气中氧气的含量是21%，氮气78%，经过色谱分析得到的氧气峰面积假如是Ao，氮气峰面积是An，而如果样品的氧气和氮气峰面积分别是Axo和Ano，那么：
样品中氧气的耗量就是：%O = 21*(1– Aox/Ao)
样品中氮气的耗量就是：%N = 78*(1– Anx/An)
本发明在气体分析是用到气相色谱，也可以用任何对气体能产生信号的其他检测器，包括但不限于热容量检测器、热传导、离子火焰、催化燃烧、离子放电、电子俘获等等检测器。
实施例2
依据实施例1，省去其中气相色谱分离的过程，利用气-质联用仪中的质谱部分直接进样做流动注射分析；本模式的做法是短路气相色谱中的色谱柱，让进样口直接连接到质谱的毛细管入口，样品注入进样口以后立即被载气带入质谱仪测定。因为质谱的分辨率是0.1% 以上，尽管氮气和氧气没有任何分离，同时被离子化而产生质谱信号，通过离子提取，氮气离子28、 氧气离子32 可以分辨提取相应的信号，对提取的信号进行积分所得积分值，可以用来准确定量。由于省去了分离过程，此方法最快可以在20秒内完成分析测试，对于大量样品和即时在线测定有极为重要的实用价值。

Claims (3)

1.定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的方法，其特征在于，包括：
第一：把1/10 至1/2 刚性容器体积的固氮菌群溶液在大气压环境下放进刚性容器；
第二：刚性容器开口处用橡皮塞密封，震荡培养1小时至240小时；
第三：通过补充气袋向刚性容器内充入不能与氮气和氧气发生反应的惰性气体，使得刚性容器内的气压恢复到一个大气压；
第四：从刚性容器里取样，使用气相色谱仪进行测试分析，并将测试分析结果与普通空气的测定结果对照。
2.如权利要求1所述的定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的方法，其特征在于所述补充气袋在充入惰性气体前，首先将补充气袋抽真空，然后充入不能与氮气和氧气发生反应的惰性气体，同时，始终保持补充气袋内气压与外部大气压相等。
3.一种如权利要求1所述的定量分析密闭容器中固氮菌吸氮氧量的装置，其特征在于，包括刚性容器（1）和补充气袋（5），所述刚性容器（1）能够用来盛固氮菌群溶液，封口能够用橡皮塞密封；所述补充气袋（5）为不透气且能够使内部气压保持与外部大气压相等的容器装置；所述补充气袋（5）的开口连接一个带有阀门（3）的气管（4），气管（4）另一端设置有针头（2），针头（2）通过刺穿刚性容器（1）封口橡皮塞与刚性容器（1）相连。
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