S-433 D氨基酸分析仪测定水溶肥料中氨基酸的含量
2019-03-09
河南省土壤肥料站 主办
随着我国农业的不断发展,化学肥料的大量施用,我国的土壤肥力,特别是有机质质量分数的下降趋势十分明显。为解决化肥过量施用带来的各种问题,改善农业生态环境,促进农业生产的可持续发展,开发、使用新兴的水溶肥料是今后农业生产中的必然趋势。氨基酸水溶肥料作为一种与立体高效栽培技术、高产优质栽培技术相配套的新型肥料,是未来肥料发展的重要方向之一。
采用S-433 D氨基酸自动分析仪测定含氨基酸水溶肥料中氨基酸的含量,可对目前人们所关注的所有氨基酸进行定性定量检测。目前,该方法已被《水溶肥料 游离氨基酸含量的测定》(NY/T 1975-2010)推荐使用,并列为仲裁法。但是标准中没有规定氨基酸分析的型号和样品含量的检测范围,因此,本文采用此方法测定水溶肥料中游离氨基酸的含量,分别研究了进样浓度和进样体积对氨基酸分离度的影响,以确定适宜的进样浓度和体积,然后对氨基酸自动分析仪法进行验证。
一、材料与方法
(一)试剂与仪器
1.试剂。0.06 mol/L的盐酸溶液;500 g/L的氢氧化钠溶液;50 g/L的磺基水杨酸溶液;10 g/L的EDTA-Na溶液;pH值为2.2的柠檬酸钠缓冲液;氨基酸混合标准溶液 2.5 ×109 nmol/mL。
2.仪器。S-433 D氨基酸分析仪;0.45μ m的微孔滤膜及过滤头、注射器等。
(二)测定方法
1.样品的制备。含氨基酸水溶肥料样品经多次缩分后,取出约100 g,将其研磨至全部通过0.50 mm的孔径过筛,混合均匀,置于洁净、干燥的容器中。
2.测定方法。称取试样2~10 g,置于250 mL的容量瓶中。充分溶解后,加水至刻度,混匀,过滤后吸取上清液2 mL于10 mL的离心管中,准确加入2 mL的磺基水样酸溶液,混匀,放置1 h。准确加入1 mL的EDTA-Na溶液和1 mL的盐酸溶液,混匀,用0.45μm的微孔滤膜过滤。吸取滤液1 mL,蒸干。准确加入1~5 mL的柠檬酸钠缓冲液溶解,使氨基酸浓度处于仪器最佳检测范围内,供仪器测定用。
3. S-433 D氨基酸分析仪的色谱条件。色谱柱:SYKAMLCAK06/Na。流动相A:柠檬酸钠= 0.12 N,pH值为 3.45;流动相B:柠檬酸钠=0.2 N,pH值为10.85。流速:茚三酮溶液流速0.25 mL/min,洗脱液流速0.45 mL/min。检测器1:570 nm,双极的,12 123 mV,6.25样品数每秒;检测器2 :440 nm,双极的,12 123 mV,6.25样品数每秒。反应温度:138 ℃。
(三)数据分析
本文运用IBM SPSS Statistics 20.0进行数据统计分析,用Microsoft Office Excel 2010制图。
二、结果与分析
(一)进样浓度和进样体积对氨基酸分离度的影响
为确定进样浓度和进样体积对氨基酸峰分离度的影响,试验按照双因素布置,进样浓度分别设为5nmol/mL、25 nmol/mL、100 nmol/mL 3个水平,进样体积分别设为5μL、25μ L、100μL 3个水平,共9个处理,每个处理重复3次。按照测定方法进行测定。经过校准、积分后,考察苏氨酸和丝氨酸峰形的分离度(Rh),计算公式为:
式中,H0为苏氨酸和丝氨酸平均峰高,单位为mm;H为苏氨酸和丝氨酸峰交点到基线的距离,单位为mm。
图1 苏氨酸-丝氨酸分离度随进样量的趋势
表1 进样浓度和进样体积对氨基酸分离度的方差分析(因变量:苏氨酸-丝氨酸分离度)
如表1所示,通过双因素分析,进样浓度和进样体积对氨基酸分离度的影响均达到极显著水平(p<0.001),并且存在着极显著的交互作用(p<0.001)。
由图1可知,在进样量<0.5 nmol时,分离度随着进样量的增大而急剧增大;在进样量>0.5 nmol时,分离度随着进样量的增加而缓慢增加,并且在5.0 nmol之后分离度随着进样量的增加而基本保持稳定。
(二)方法的验证
1.稳定性。取氨基酸含量约为15%的氨基酸水溶肥料,按照测定方法进行测定。由表2可知,24 h内17种氨基酸的RSD值均在1.5%以下。其中蛋氨酸的RSD最高,为1.43%;甘氨酸的RSD最低,为0.27%。总峰面积的RSD为0.23%。
2.重复性。按照测定方法测定氨基酸含量的RSD值。如表3所示,各氨基酸含量结果的RSD值均<1.5%。组氨酸的稳定性最差,RSD为1.44%;天冬氨酸的稳定性最好,RSD为0.76%。总峰面积的RSD为0.51%。
三、结论
本文探讨了S-433D氨基酸分析仪的进样浓度和进样体积对分离度的影响,明确了适宜的进样浓度和进样体积,对测定方法进行了验证,得到以下结论:
(一)对于S-433 D氨基酸分析仪,分离度随着进样体积和进样浓度的增加而提高,保持绝对进样量为5 nmol时,即可得到较高的分离度;当进样体积为50μ L时,最适宜的上机浓度为100 nmol/mL。
(二)《水溶肥料 游离氨基酸含量的测定》(NY/T 1975-2010)氨基酸自动分析仪法中的进样体积为50μL时,在 0.25~50 nmol下,重复性和24 h稳定性的RSD均<1.5%。
表2 17种氨基酸24 h内的峰面积及相对标准偏差
表3 17种氨基酸峰面积的重复性