[發(fā)明專利]適用于土壤溶液陽離子分析的毛細(xì)管電泳檢測體系

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910031763.1
• 申請日: 2009-07-09
• 公開（公告）號: CN101603942A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉新紅;施衛(wèi)明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南京土壤研究所
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 唐建清

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種毛細(xì)管電泳分離檢測體系，特別適用于土壤溶液陽離子組 成及其濃度的毛細(xì)管電泳分離檢測體系。

二、背景技術(shù)

土壤及根際溶液中陽離子的檢測技術(shù)對于土壤學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)以及農(nóng)業(yè)環(huán)境 的研究來說具有非常重要的地位，同時也是指導(dǎo)農(nóng)業(yè)科學(xué)生產(chǎn)的重要工具。但是 長期以來，土壤及根際溶液中陽離子的檢測技術(shù)一般是先破壞性地分離得到大量 根際土壤，然后風(fēng)干，之后再采用不同的試劑及一定水土比將土壤進(jìn)行浸提后得 到相應(yīng)的土壤溶液；或者在得到大量根際土壤后，采取高速離心或壓榨的方法得 到新鮮土壤溶液。之后分別采用比色法、火焰光度計法、原子吸收光譜法或離子 色譜法等檢測得到土壤養(yǎng)分狀況數(shù)據(jù)。這些方法不僅比較繁瑣，而且需要大量的 土壤以及獲取大量的土壤溶液(500ul-50ml)。這對于土壤溶液樣品的自動化快 速檢測以及樣品量較少(30-50ul)的土壤原位溶液相的研究都是不可行的。

毛細(xì)管電泳具有樣品消耗量小(進(jìn)樣量在nl級，最少5ul就足夠檢測)、短 時間(幾分鐘)內(nèi)就可以實現(xiàn)多種組分的同時檢測(最多有一次出峰四五十個離 子組分)、檢測程序簡單，基本無需前處理等優(yōu)點(diǎn)。從上世紀(jì)90年代以來，已 經(jīng)有應(yīng)用于無機(jī)離子的檢測的研究：李群彬等2005報道了pH值為4.82的6mM 咪唑-乙酸緩沖液體系，其對茶水中陽離子的檢測范圍在0.5-50ug/ml之間；曾小 嵐，劉君2005報道了環(huán)境水樣的陽離子毛細(xì)管電泳檢測體系：pH為4.5的 5mM咪唑-6mMa-HIBA體系，線性范圍Ca²⁺、Na⁺為5-40mg/L；Mg²⁺為3.5- 45mg/L；張少君等2004采用pH為4.5的8mM咪唑-乙酸緩沖體系對自來水中陽 離子進(jìn)行分析，對1-200ppm?Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺檢測，線性關(guān)系R²均達(dá)到0.99以 上。但此緩沖液的醋酸屬于揮發(fā)性物質(zhì)，對于緩沖液的標(biāo)準(zhǔn)化配置造成一定的影 響。又因為毛細(xì)管電泳消耗樣品量較少，也已有研究者將其應(yīng)用于采樣量有限的 土壤原位溶液研究A.Dieffenbach，A.Gottlein，et?al，1997報道了一種陽離子緩沖液 體系，成分為5mM?metol，1mM?ascorbic?acid，2mM?18-crown-6，但相應(yīng)樣品濃度 在0.56-2.43ppm之間；Z.Y.Wang，2004采用同樣的緩沖液檢測土壤溶液濃度在 4-6ppm之間，檢測上限偏低，難以滿足高濃度離子的直接檢測。此外這種檢測緩 沖液需要新鮮配置，一般幾小時后就會變質(zhì)，不適合樣品數(shù)量多時的批量檢測。

對于土壤溶液來說，無機(jī)陽離子主要有NH₄⁺、K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺。根據(jù) 相關(guān)報道，土壤中速效態(tài)或可交換態(tài)的含量NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺一般在幾十到 上百個ppm，Ca²⁺則通常是Na⁺、Mg²⁺的幾倍，在幾千個ppm。以土壤含水量20- 40％計，土壤溶液中NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺含量很低在十幾個到幾十個ppm之 間，Ca²⁺的濃度則在幾百至上千個ppm之間，這種各離子濃度不成比例的特征在 旱地、水田、設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤中廣泛存在。而申請人對土壤原位溶液中無機(jī)陽離子 的初步結(jié)果顯示，根際土壤原位溶液，由于養(yǎng)分、水分吸收以及鹽基離子隨水分 遷移的特性，陽離子中NH₄⁺、K⁺濃度更低，而Ca²⁺的濃度更高，施氮的農(nóng)業(yè)土 壤中Ca²⁺的濃度一般在400ppm左右，甚至可以達(dá)到700-1000ppm。而目前的篩 選體系不僅不能應(yīng)用于高濃度樣品的檢測，更不適用于組分濃度復(fù)雜，個別離子 濃度很高和很低的情況同時存在，不適合等比例的稀釋檢測的情況。