一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物地球化學技術領域，具體來說涉及一種土壤酸解氨基酸含量的測 定方法。
【背景技術】
[0002] 有機氮是土壤氮素的主要存在形式，其含量占土壤全氮的95%以上。它不僅影響 微生物的活性和營養元素的有效性，同時也是交換性銨和硝態氮的源和匯，在土壤一植物 系統氮素轉化循環過程中扮演著重要角色。氨基酸，作為土壤有機氮的一種重要存在形式， 主要存在于土壤有機質中的蛋白質和多肽，其組成和含量直接影響著土壤氮素的供應狀 況。不同有機氮組分的化學形態及其存在狀況與無機氮供應能力密切相關。因此，了解有 機氮組分結構變化特征對深入認識土壤肥力演變和合理施肥均具有重要的參考意義。
[0003] 目前研宄土壤有機氮組分主要采用Bremner提出的酸水解分級方法，該方法將土 壤有機氮分為酸解氨基酸氮、氨基糖氮、氨態氮和酸解未知態氮，以及非酸解性氮。利用蒸 餾法測定化合物中各形態氮含量是Bremner方法的核心，因而能獲得氨基酸和氨基糖態氮 的總量。但是，由于化學性質存在差異，不同種類的氨基酸和氨基糖對土壤氮素循環的貢獻 有所不同，僅了解其酸解氮素總量無法得出更科學更嚴謹的結論。近年來色譜技術以其有 效分離，準確度和靈敏度高而越來越多地被應用于土壤氨基酸、氨基糖的測定中。當前普遍 采用的高效液相色譜法，雖然其可以實現土壤中15種氨基酸的分離和定量，但由于其前期 需要經過復雜的脫鹽、脫蛋白、以及繁瑣的衍生步驟，分析測試時間長。此外，液相色譜法中 賴氨酸、組氨酸和胱氨酸均生成二級衍生物影響測量精度，分離效果差，也使其廣泛應用存 在一定的局限。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種土壤酸解氨基酸含量 的測定方法的技術方案。
[0005] 所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于包括以下工藝步驟： 1) 稱取過60目篩的風干土壤，放入酸解瓶中，加入6mol/L的鹽酸，用真空泵將酸解瓶 抽真空，封閉后進行真空酸解； 2) 酸解液經過濾、旋蒸后溶解于0. 05mol/L鹽酸溶液，將其轉移到活化過的陽離子交 換樹脂純化柱中進行純化，用〇. lmol/L的草酸溶液淋洗除去酸解液中的金屬離子和鹽離 子，棄去淋洗液； 3) 純化后，用2. 5mol/L氨水溶液洗脫吸附在陽離子交換樹脂上的氨基酸，收集洗脫 液，經旋蒸除去溶液中的氨水，再次溶解于0. 01 mol/L鹽酸溶液中； 4) 用L-8900型氨基酸分析儀測定各單一氨基酸成分含量，其酸解總量為各成分之和。
[0006] 所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟1)中酸解瓶 由相互連接的圓柱狀的上瓶體和橢圓狀的下瓶體構成。
[0007] 所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟1)中用真空 泵將酸解瓶抽真空，當酸解瓶內壓強達到〇. I MPa時用酒精噴燈封口。
[0008] 所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟1)中酸解條 件為 110°C、24h。
[0009] 所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟2)中陽離子 交換樹脂為 Dowex 50W X8,100-200 目。
[0010] 所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟2)中陽離子 交換樹脂的活化方法為：先用乙醇浸泡，然后用2mol/L氫氧化鈉洗滌至強堿性，去離子水 洗至中性；再用2m〇l/L鹽酸洗滌至強酸性，去離子水洗至中性，酸堿各洗滌兩次。
[0011] 所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟2)中用 0. lmol/L草酸溶液淋洗5次。
[0012] 所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟2)和3)中 旋蒸溫度不超過45 °C。
[0013] 所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟3)中用 2. 5mol/L氨水溶液洗脫5次。
[0014] 上述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，真空酸解能夠降低酸解過程中氨基 酸的分解，酸解液經純化后能有效降低金屬離子和鹽離子對結果的干擾。與蒸餾法、高效液 相色譜法相比，該方法操作簡單，易于實現，且準確度和精確度更高。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明設計的土壤氨基酸酸解瓶結構圖。圖中：1-上瓶體；2-下瓶體。
[0016] 圖2為本發明的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法流程圖。
[0017] 圖3為本發明具體實施例土壤A中17種氨基酸圖譜。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合實施例來進一步說明本發明。
[0019] 實施例1 : 如圖2所示，稱取1.000克過60目篩風干土壤A，放入酸解瓶中，加入5ml 6mol/L的鹽 酸溶液（優級純），將酸解瓶內壓強抽至〇. I MPa后用酒精噴燈封口封閉，在IKTC條件下 真空酸解24h。
[0020] 酸解液經0. 22 μπι的微孔濾膜過濾，取Iml在45°C水浴鍋內旋蒸至干，然后溶解于 4ml 0. 05mol/L鹽酸溶液，為保證完全除去鹽酸，重復此旋蒸-溶解過程3次；將上述溶解 液轉移到含有3克活化過的陽離子交換樹脂（Dowex 50W X8,100-200目）純化柱中進行純 化，先用5ml 0· lmol/L的草酸溶液淋洗，連續淋洗5次，再用5ml 0· Olmol/L鹽酸和5ml去 離子水淋洗，棄去淋洗液。
[0021] 酸解液純化后，用5ml 2. 5 mol/L氨水溶液洗脫吸附在陽離子交換樹脂上的氨基 酸，連續洗脫5次；洗脫液收集后，在45°C水浴鍋內旋蒸至干，再次溶解于5ml 0. 01m〇l/L 鹽酸溶液，過0. 22 μ m微孔濾膜。最后用L-8900型氨基酸分析儀測定各單一氨基酸成分的 含量，其酸解總量為各成分之和。L-8900型氨基酸分析儀測定一個樣品所用時間為30min， 能檢測出17種氨基酸，最小檢測限為3pmol (圖3)。表1為按上述步驟測定出來的土壤A 各氨基酸成分含量(表1)。
[0022] 表1 土壤A中17種不同水解氨基酸含量
【主權項】
1. 一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于包括以下工藝步驟： 1) 稱取過60目篩的風干土壤，放入酸解瓶中，加入6mol/L的鹽酸，用真空泵將酸解瓶 抽真空，封閉后進行真空酸解； 2) 酸解液經過濾、旋蒸后溶解于0. 05mol/L鹽酸溶液，將其轉移到活化過的陽離子交 換樹脂純化柱中進行純化，用〇.lmol/L的草酸溶液淋洗除去酸解液中的金屬離子和鹽離 子，棄去淋洗液； 3) 純化后，用2. 5mol/L氨水溶液洗脫吸附在陽離子交換樹脂上的氨基酸，收集洗脫 液，經旋蒸除去溶液中的氨水，再次溶解于0. 01mol/L鹽酸溶液中； 4) 用L-8900型氨基酸分析儀測定各單一氨基酸成分含量，其酸解總量為各成分之和。
2. 如權利要求1所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟 1)中酸解瓶由相互連接的圓柱狀的上瓶體（1)和橢圓狀的下瓶體（2 )構成。
3. 如權利要求1所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟 1)中用真空泵將酸解瓶抽真空，當酸解瓶內壓強達到0.IMPa時用酒精噴燈封口。
4. 如權利要求1所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟 1) 中酸解條件為ll〇°C、24h。
5. 如權利要求1所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟 2) 中陽離子交換樹脂為Dowex50WX8,100-200目。
6. 如權利要求1所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟 2)中陽離子交換樹脂的活化方法為：先用乙醇浸泡，然后用2mol/L氫氧化鈉洗滌至強堿 性，去離子水洗至中性；再用2mol/L鹽酸洗滌至強酸性，去離子水洗至中性，酸堿各洗滌兩 次。
7. 如權利要求1所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟 2)中用0.lmol/L草酸溶液淋洗5次。
8. 如權利要求1所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟 2) 和3)中旋蒸溫度不超過45°C。
9. 如權利要求1所述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，其特征在于所述的步驟 3) 中用2. 5mol/L氨水溶液洗脫5次。
【專利摘要】一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，屬于生物地球化學技術領域。其包括以下步驟：稱風干土壤進行真空酸解；酸解液經過濾、旋蒸后溶解于鹽酸溶液，將其轉移到活化過的陽離子交換樹脂純化柱中進行純化，用草酸溶液淋洗，棄去淋洗液；用氨水溶液洗脫，收集洗脫液，經旋蒸除去溶液中的氨水，再次溶解于鹽酸溶液中；用L-8900型氨基酸分析儀測定各單一氨基酸成分含量，其酸解總量為各成分之和。上述的一種土壤酸解氨基酸含量的測定方法，真空酸解能夠降低酸解過程中氨基酸的分解，酸解液經純化后能有效降低金屬離子和鹽離子對結果的干擾。與蒸餾法、高效液相色譜法相比，該方法操作簡單，易于實現，且準確度和精確度更高。
【IPC分類】G01N1-28, G01N1-34, G01N33-24
【公開號】CN104777284
【申請號】CN201510171734
【發明人】曹小闖, 吳良歡, 馬慶旭, 李曉艷, 朱練峰, 張均華, 禹盛苗, 金千瑜
【申請人】中國水稻研究所
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月13日