*基金项目：北京市教委科技发展计划KM200610011011 作者简介：刘彩霞（1980～），女，硕士生；孙家跃（1955～），男，博士，教授，通讯联系人，主要研究方向：材料化学。
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酮酸钙的质量。因此，HPLC法较EDTA络合滴定法更 能真实地反应丙酮酸钙的含量，且简便，应用广泛。 2.3 高效液相色谱电化学发光法
3 丙酮酸及系列产品的应用
3.1 丙酮酸 丙酮酸[14]是一种十分重要的有机化工中间体，
主要应用于医药、农药和日化工业，近年来丙酮酸 的开发应用已成为国内外研究的热点。
丙酮酸在医药工业中被合成治疗高血压新药血 管紧张肽Ⅱ抗药、系列蛋白酶抑制剂、镇静剂[15]、 消炎阵痛药辛可芬、抗结核药异烟肼丙酮酸钙、解 热药2—苯基喹啉—4—羧酸、驱虫药恩波吡维胺、 药物磷酸烯醇丙酮酸、4—甲唑甲酸、抗病毒剂氮杂 喹喔啉以及噻咪唑药物等。值得一提的是,丙酮酸在 人体柠檬酸循环和合成氨基酸及其糖类中是重要的 中间体,同时可以使脂肪代谢率达到48%,对人体安 全性高,因此近年来国外发达国家利用丙酮酸这一特 性,以其钙盐作为减肥保健药品。国外有关媒体已经 报道,含有丙酮酸钙的减肥药已经风靡全球,成为减 肥药市场上的新宠。
生命科学仪器 2006 第4卷/6月刊
综述
丙酮酸及系列产品的检测与应用
刘彩霞1，杜海燕1，孙家跃1*，李宁2
（1.北京工商大学化学与环境工程学院，北京 10Байду номын сангаас037; 2.北京市港华助剂有限责任公司，北京 100018)
摘要 丙酮酸及系列产品在化工、生化、制药和农用化学品等工业及科学研究中有着广泛的用途。丙酮酸及系列产品 的纯度、含量、杂质等质量指标与合成方法有关，不同的应用途径对这些指标也有着不同的要求。本文综述了丙酮酸 及系列产品质量指标的检测方法，以及丙酮酸及系列产品的应用现状。 关键词 丙酮酸，丙酮酸系列产品，检测，应用
3.2.1 减肥清脂 丙酮酸钙进人机体内首先被胃分泌的盐酸置换 为弱性有机酸丙酮酸(分子量为88)，极易透过细胞膜 而进人细胞内，通过渗透作用到达机体细胞的能量 加工厂—线粒体，将运进来的脂肪酸(主要是长链型) 氧化燃烧供能，机体宏观表现为脂肪减少，体重减 轻。美国匹兹堡大学医学研究中心的科学试验结果 让人惊讶:丙酮酸钙可以增加至少48%的脂肪消耗， 并且最小程度地降低体内蛋白质的消耗。该机构的 研究人员让受试者日常补充丙酮酸钙的同时摄入高 脂食物，血浆中的胆固醇和低密度脂蛋白(LDL)，分 别降低4%和5%。而那些只食高脂食物不食丙酮酸钙 受试者的胆固醇保持不变在接受六周的丙酮酸钙摄 食后测其心率、血压、心率/血压，分别降低9%、 6%、12%。美国匹兹堡大学医学研究中心的医学博 士罗纳尔德·斯坦克说;它就是通过这种参与脂肪氧 化来操纵脂肪代谢。因而.丙酮酸钙在减肥消脂方面 功效显著。目前国内已有两种保健食品面世。 3.2.2 增加耐力 美国匹兹堡大学医学研究中心的罗纳尔德·斯 坦克博士[17]首先让志愿受试者在接受试验之前进行 运动耐力测试，之后让他们连续七天服用丙酮酸 钙，结果表明丙酮酸钙增加了受试者至少20%的耐 力。这对运动员来说有无比重要的意义，会给体力 劳动者、高强度脑力劳动者及运动员带来巨大的生 命活力，但其性质不属于兴奋剂，所以它的开发有 无量的前途。 3.2.3 极好的钙营养补充剂 丙酮酸钙也是钙营养补充剂。虽然其含钙量不 足20%，但进人体内不像其他补钙产品酸根离子会 增加肝肾负担，产生副影响，丙酮酸根离子可以进 人细胞参与有机物代谢，既减肥又不影响蛋白质的 贮存。
酶是具有专一性催化功能蛋白质，酶偶联测 定法按照此特性应用过量、高度专一的“偶联工具 酶”将丙酮酸解离出来，并用紫外-可见分光光度法 进行分析。酶偶联测定法是使被测酶反应能连续进 行到某一可直接、连续、简便、准确测定阶段的方 法。酶法检测丙酮酸具有以下优点：可用于复杂组 分中结构或物理化学性质比较相近的同类物质的分 离鉴定和分析，其特异性强、干扰少、操作简单、 样品和试剂用量少，测定快速精确，灵敏度高。另 外通过了解酶对底物的特异性，可以预料可能发生 的干扰反应并设法纠正，且无污染或污染很少。 2.5 紫外分光光度法
2003年石河子大学的杨红兵[7]基于在恒电流条 件下电解产生不稳定化学发光试剂Ｍｎ(Ⅲ)，能直 接氧化丙酮酸产生化学发光，将高效液相色谱法与 电化学发光法相结合，建立了高效液相色谱电化学 发光法测定丙酮酸的检测方法。实验表明在考察共 存物质的干扰情况当中，淀粉、尿酸、NH4H2P04 不产生电化学发光信号，不干扰测定。葡萄糖、草 酸、柠檬酸、乳酸产生电化学发光信号，但是流出 时间相差较大，能与被测物质很好地分开，不干扰 测定。因此，在优化的实验条件下，提高了测定的 选择性，对一些复杂的样品如:啤酒、人体血清、尿 液中丙酮酸进行了分析。本方法的检出限:3×108ｇ/ｍＬ,相对标准偏差2.5%(ｎ=11,ρ=5.0×105ｇ/ｍＬ)，线性范围1×10-7～1×10-4ｇ/ｍＬ。 2.4 酶法测定丙酮酸
2 丙酮酸及系列产品的检测
丙酮酸及系列产品的检测主要有相对滴定法、 高效液相色谱法、酶测定法、电化学发光法、紫外 分光光度法、柱后缓冲电导法、比色法、原子吸收 法、核磁共振法、同步荧光法-双波长法等。
2.1 相对滴定法 1999年福建师范大学的张晓勤[3]提出的相对滴定
法，是以不同被测物的溶液滴到相同的状态下所耗 滴定剂的体积与被测物含量成比例为定量基础的滴 定分析方法。将其应用于极弱酸碱的滴定，无需确 定化学计量点，能消除经典滴定法中由于化学计量 点和滴定终点不重合带来的终点误差。此法在一定 条件下对乳酸和丙酮酸进行滴定，绘制滴定曲线和 标准曲线，利用关系式即可求得混合弱酸体系中丙 酮酸的含量[4～5]。实验证明：滴定剂体积与被测物含 量之间的比例关系与反应类型及测量的组分、参数 (如电流、电位、吸光度等)无关。该方法具有较高的 准确度和精密度。 2.2 高效液相色谱法
Kulicke[12]等将乙酰基和丙酮酰基的峰面积与黄 原酸分子中靠近平展链上唯一的质子相联系，直接 测定乙酸酯和丙酮酸酯含量。此法要求测定的温度 很高（90℃），并且必须将聚合物净化、干燥。要 用超声波把聚合物分子量降低。此核磁共振测定方 法与酶催化方法得到很一致的结果。 2.10 同步荧光法-双波长法
丙酮酸作为饲料和食品添加剂，具有很好的 防腐保鲜功能，目前国内少量用于饲料和果酒的保 存中；丙酮酸广泛用作生物技术诊断试剂、检测试
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剂；丙酮酸酯类产品还可以作为特种溶剂用于电子 材料方面，在这方面的应用国外需求增加较快。另 外，在生化研究中,丙酮酸可做检定伯醇和仲醇的试 剂及检定脂肪的显色剂,并可用来测定转氨酶[16]。预 计丙酮酸在生物技术方面将会有广阔的发展前景， 如合成酶法合成L-酪氨酸、L-色氨酸、；L-多巴 及细胞培养和生化试剂等。 3.2 丙酮酸钙
2005年大连医科大学检验医学院的徐恒瑰[11]等 利用琉基棉分离富集丙酮酸钙中Pb2+、Cd2+、Cu2+, 采用火焰原子吸收光谱法进行测定标准加入法测得 样品回收率。其检测器是AA370mc型原子吸收分光 光度计。此法装置简单、分析步骤简便、快速、精
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密度和准确性均达到要求。特别适用于丙酮酸钙工 业化生产中的重金属离子的检验和监控。 2.9 核磁共振法
（ 式 中 λ C` λ A` λ B` λ H` λ OH分 别 为 C -, A ,BH+,H+,OH-的极限当量离子电导率。）在B的缓 冲能力最大时
，再将其简化， 即检测器响应量与有机酸浓度呈线性 ，使用pKB近似为7.12的碱基，以相对于流动相酸 的2倍浓度进行混合的pH缓冲法。实验表明:柱后缓 冲电导检测法的线性、重现性都表现出了良好的结 果，对多组分实现了良好的分离，适合食品样品中 多组分有机酸的检测。此法不易受样品背景中杂质 的干扰;与紫外检测法相比，柱后缓冲电导检测增加 了定量的可靠性;与直接检测法相比，柱后缓冲电导 检测法大幅提高了高pKa值的有机酸的检测灵敏度。 2.7 比色法
1前言
丙酮酸[1]是无色至浅黄色液体，有乙酸的气味， 天然存在于薄荷和蔗糖发酵液中，为生物体内葡萄 糖分解代谢的中间产物，参与糖代谢、蛋白质等生 化合成。加热至165℃会部分分解，与水、乙醇、乙 醚等混溶。暴露于空气中颜色变暗，加热时缓慢聚 合，易与卤化物、醛类、氮化物等发生反应。
尽管自1930年以来有40余篇专利涉及丙酮酸 的制备方法，但丙酮酸工业化生产的历史仅有20余 年。1977年日本研究所[2]率先实现由酒石酸为原料 化学合成法生产丙酮酸的工业化，1989年日本东丽 化学工业公司开始以乳酸为原料用发酵法生产丙酮 酸，我国主要以酒石酸制备丙酮酸。不同的生产方 法影响丙酮酸及系列产品的纯度、含量、杂质等质 量指标，丙酮酸及系列产品在不同领域中的应用对 其质量指标也有各自的要求。本文综述了丙酮酸及 系列产品质量指标的检测方法，包括仪器分析法、 化学分析法等；介绍了丙酮酸及系列产品在化工、 生化、制药和农用化学品等工业及科学研究中的开 发应用。
2002年华中科技大学化学系的李琳[10]等提出比 色法快速分析苯丙酮酸含量，此法是一种快速定量 分析苯丙酮酸和β-苄基-α-苯丙酮酸混合物的方 法。在冰醋酸和二甲亚砜的水溶液中,苯丙酮酸可以 和3价铁离子生成一种蓝绿色的配合物,该化合物在 640nm处有最大吸收 ,而β-苄基-α-苯丙酮酸却 没有这一显色现象。利用此原理可以快速分析混合 物中苯丙酮酸的含量。其检测器是721-B分光光度 计。此法能准确地检测出苯丙酮酸和取代基的苯丙 酮酸混合物中苯丙酮酸的含量，有效地解决了氯苄 双碳化产物的定量分析问题。 2.8 火焰原子吸收光谱法
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R2和样品分析时间方面均优于酶法。 2.6 柱后缓冲电导法
2004年岛津公司[9]提出的柱后缓冲电导法测定包 括丙酮酸在内的食品中的有机酸，以流动相10mM p-甲基苯磺酸，流速0.9mL/min,温度35℃为分离 条件，以缓冲液40mM Bis-Tris水溶液,内含10mM p-甲基苯磺酸和100umEDTA,流速:0.9m1/min,检 测池温度:43℃为检测条件。其检测原理按照某有机 酸HC的检测器相应值(S)如下式所示: