一种适用于土壤溶液阳离子组成及其浓度的毛细管电泳分离检测体系，其特征在于该体系含有咪唑５～１０ｍＭ，ＨＩＢＡ在缓冲液中的浓度８～９ｍＭ，１８－冠－６浓度为２－５ｍＭ，检测体系的ｐＨ值为３．５－４．０。本发明专利技术的目的是提供一种土壤原位溶液中阳离子组分的毛细管电泳分离检测体系。这种检测体系重点对检测缓冲液的组分及其配比进行优化改进，使其广泛用于土壤溶液的快速检测尤其适用于组分比例关系复杂不适合等比例吸释，部分组分浓度较高的检测需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了 一种毛细管电泳分离检测体系，特别适用于土壤溶液阳离子组 成及其浓度的毛细管电泳分离检测体系。二
技术介绍
土壤及根际溶液中阳离子的检测技术对于土壤学、植物营养学以及农业环境 的研究来说具有非常重要的地位，同时也是指导农业科学生产的重要工具。但是 长期以来，土壤及根际溶液中阳离子的检测技术一般是先破坏性地分离得到大量 根际土壤，然后风干，之后再采用不同的试剂及一定水土比将土壤进行浸提后得 到相应的土壤溶液；或者在得到大量根际土壤后，采取高速离心或压榨的方法得 到新鲜土壤溶液。之后分别采用比色法、火焰光度计法、原子吸收光谱法或离子 色语法等检测得到土壤养分状况数据。这些方法不仅比较繁瑣，而且需要大量的 土壤以及获取大量的土壤溶液(500ul-50ml)。这对于土壤溶液样品的自动化快 速检测以及样品量较少(30-50ul)的土壤原位溶液相的研究都是不可行的。毛细管电泳具有样品消耗量小(进样量在nl、级，最少5ul就足够检测)、短 时间(几分钟)内就可以实现多种组分的同时检测(最多有一次出峰四五十个离 子组分)、检测程序简单，基本无需前处理等优点。从上世纪90年代以来，已 经有应用于无机离子的检测的研究李群彬等2005报道了 pH值为4.82的6mM 咪唑-乙酸緩冲液体系，其对茶水中阳离子的检测范围在0.5-50ug/ml之间；曾小 風，刘君2005报道了环境水样的阳离子毛细管电泳检测体系pH为4.5的 5mM咪唑一6mMa-HIBA体系，线性范围Ca2+、 Na+为5-40mg/L; Mg"为3.5-45mg/L;张少君等2004采用pH为4.5的8mM咪唑-乙酸緩沖体系对自来水中阳 离子进行分析，对l-200ppm Ca2+、 Na+、 Mg"检测，线性关系112均达到0.99以 上。但此緩冲液的醋酸属于挥发性物质，对于緩沖液的标准化配置造成一定的影 响。又因为毛细管电泳消耗样品量较少，也已有研究者将其应用于采样量有限的 土壤原位溶液研究A.Dieffenbach， A.Gottlein, et al, 1997报道了 一种阳离子緩冲液 体系，成分为5mM metol，lmM ascorbic acid， 2mM 18-crown-6， ^f旦相应才羊品浓度在0.56-2.43ppm之间；Z.Y.Wang， 2004采用同样的緩冲液检测土壤溶液浓度在 4-6ppm之间，检测上限偏低，难以满足高浓度离子的直接检测。此外这种检测緩 沖液需要新鲜配置， 一般几小时后就会变质，不适合样品数量多时的批量检测。对于土壤溶液来说，无机阳离子主要有NH4+、 K+、 Ca2+、 Na+、 Mg2+。根据 相关报道，土壤中速效态或可交换态的含量NH4+、 K+、 Na+、 Mg"—般在几十到 上百个ppm， Ca"则通常是Na+、 Mg^的几倍，在几千个ppm。以土壤含水量20-40%计，土壤溶液中NH4+、 K+、 Na+、 Mg"含量很低在十几个到几十个ppm之 间，Ca"的浓度则在几百至上千个ppm之间，这种各离子浓度不成比例的特征在 旱地、水田、设施农业土壤中广泛存在。而申请人对土壤原位溶液中无机阳离子 的初步结果显示，根际土壤原位溶液，由于养分、水分吸收以及盐基离子随水分 迁移的特性，阳离子中NH4+、 K+浓度更低，而Ca^的浓度更高，施氮的农业土 壤中Ca"的浓度一般在400ppm左右，甚至可以达到700-1000ppm。而目前的筛 选体系不仅不能应用于高浓度样品的检测，更不适用于组分浓度复杂，个别离子 浓度很高和很低的情况同时存在，不适合等比例的稀释检测的情况。因此，针对传统检测技术的检测过程繁瑣、等待时间长、需要大量各种试剂 的问题，以及毛细管电泳检测技术在土壤溶液检测应用方面存在的各种问题和无 法适用于土壤溶液样品的批量检测或者成分复杂而且个别组分浓度较高、等比例 稀释无法进行的样品的检测的问题。建立相应的检测体系对于土壤溶液的自动化 快速检测以及改善对根际原位这个特殊领域的科学认知都是非常必要的。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种土壤原位溶液中阳离子组分的毛细管电 泳分离检测体系。这种检测体系重点对4全测緩沖液的组分及其配比进4亍优化改 进，使其广泛用于土壤溶液的快速检测尤其适用于组分比例关系复杂不适合等比 例吸释，部分组分浓度较高的检测需要。技术方案 一种适用于土壤溶液阳离子组成及其浓度的毛细管电泳分离检测 体系，该体系含有咪唑5 10mM, HIBA在緩沖液中的浓度8 9mM, 18-冠-6浓 度为2-5mM,检测体系的pH值为3.5-4.0。所述检测体系的pH值优选为3.7。所述n米唑优选为9mM。所述HIBA的浓度优选为8mM。有益效果緩冲液的pH不仅控制着石英毛细管管壁羟基解离程度，以及样品组分在电 泳过程中的赋存形态，进而很大程度影响各组分的迁移速率和分离度。对于阳离 子緩冲体系来讲pH值一般在3.5-4.5之间，本专利技术中优选为3.5-4.0,进一步优选 为3.7。土壤溶液中的无机离子如NH4+、 K+、 Ca2+、 Na+、 Mg"大部分不能直接利用 紫外吸收检测，因此只能采用间接紫外吸收检测。间接紫外检测中背景试剂通常 有咪唑、米吐尔，而咪唑尤其适合样品中Ca2+、 Na+、 Mg^同时测定，且其性质 稳定、容易保存。另外咪唑还可以增加緩冲液的粘滞度，改善各组分间的分离， 但浓度过高信号值反而减小，对于个别浓度较低组分的检测灵敏度产生影响。咪 唑的浓度一般在5-10mM,优选为9mM,此时低浓度的NH4+、 K+信噪比符合检 测要求，且Ca2+、 Na+两组份的Rs最高，为0.89， Na+与Mg2+两组份的Rs为 1.5。另外，为了改善Ca2—、 Na+与Mg^的分离度，增加弱络合剂来影响三种组分 的迁移度是必要的，乙酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、a-羟基乙酸(HIBA)均可以 釆用，经过笔者初步的筛选发现仅有HIBA可以适用于这类个别成分浓度较高的 样品，分离度相对较高、基线平稳，这可能是HIBA与这几种組分有合适的络合 常数，达到较好的迁移率差异。HIBA在緩沖液中的浓度一般在5-10mM,浓度过 低使高浓度的物质峰峰形不稳定难以积分，浓度过高时的对低浓度物质造成掩 盖，使峰信号值大大缩小，灵敏度降低，在本专利技术中优选为8-9mM,但8mM 时，Ca2+、 Na+与Mg2+的分离度(Rs)为1.5，而9mM时，仅为0.8,因此优选 8mM。试剂18-冠-6可以与NH4+、 K+离子络合，进而改善二者的分离度，本专利技术 中优选为4.0mM。四附图说明图1某公司提供的广镨分离体系对标准溶液H100的分离结果。如图所示， 1,NH4+; 2,Na+; 3，K+; 4, Mg2+和。32+两组分混合峰。图2某公司提供的广谱分离体系对标准溶液HI的分离结果。如图所示，5， Mg2+; 6,Ca2+。图3本专利技术分离体系对标准溶液HI00的分离结果。1,NH4+; 2，Na+; 3，K+;5， Mg2+; 6，Ca2+。图4本专利技术分离体系对标准溶液HI的分离结果。1，NH4+; 2,Na+; 3,K+;5, Mg2+; 6，Ca2+。图5本专利技术分离体系的緩冲液运行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于土壤溶液阳离子组成及其浓度的毛细管电泳分离检测体系，其特征在于该体系含有咪唑５～１０ｍＭ，ＨＩＢＡ在缓冲液中的浓度８～９ｍＭ，１８－冠－６浓度为２－５ｍＭ，检测体系的ｐＨ值为３．５－４．０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘新红，施卫明，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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