Способ фракционирования гумусовых кислот

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению. Цель изобретения - улучшение качества фракционирования за счет повышения разрешающей способности способа. Сорбцию гумусовых кислот осуществляют из раствора, содержащего 0,1-0,2 К NaCl в трис(гидрокси)метиламинометан- НС1 буфере с рН 8,5-9,5. Элюирование осуществляют с помощью двухкатерного смесителя градиента раствором того же состава, поступаияцего из камеры исходного буфера. В камеры ограничивающего буфера подается раствор 1-2 И в том же буфере. Гумусовые кислоты разделяются на три фракции. Приведен пример фракционирования гумусовых кислот щелочных экстрактов. Обоснованы концентрации 0,1-0,2 М NaCl в трис-НС1 буфере, концентрации 1,0- 2,0 М NaCl в трис-НС1 буфере, величина рН трис-НС1 буфера. 6 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 2 А1 (19) (11) (д) 4 G 01 N 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВНЕ!(И (.. 1. ы А

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4040950/30-15 (22) 21.03.86 (46) 15.03.88. Бюл, )(- - 10 (7 1) МГУ им. М.В. Ломоносова (72) К.Л.Калакуцкий и Е.Ю.Милановский (53) 631.43 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1126877, кл. G 01 N 33/24, 1983, Сироткина И.С. и др. Применение целлюлозных сорбентов и сефадексов в систематическом анализе органического вещества природных вод. — Аналитическая химия, т. 29, N .8. с.16261632. (54) СПОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ГУМУСОBblX КИСЛОТ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению. Цель изобретения — улучшение качества фракциоцирования за счет повышения разрешающей способности способа.

Сорбцию гумусовых кислот осуществляют из раствора, содержащего О, 1-0,2 Y

NaC1 в трис(гидрокси)метиламинометанНС1 буфере с рН 8,5-9,5, Элюирование осуществляют с помощью двухкатерного смесителя градиента раствором того же состава, поступающего из камеры исходного буфера. В камеры ограничивающего буфера подается раствор 1-2 М в том же буфере. Гумусовые кислоты разделяются на три фракции, Приведен пример фракционирования гумусовых кислот щелочных экстрактов. Обоснованы концентрации 0,1-0,2 М ИаС1 в трис-НС1 буфере, концентрации 1,02,0 М NaC1 в трис-НС1 буфере, величина рН трис-НС1 буфера. 6 ил.

92 2

13813

Изобретение относится к сельскому ,хозяйству и почвоведению, в частности к разделу хими почв по выделению и определению состава и свойств специфических. продуктов почвообразования — гумусовых кислот, а именно фрак- ционированию гумусовых кислот (ГК).

Целью изобретения явлйется улучше= ние качества фракционирования за счет 1 ! повышения разрешающей способности способа.

Предлагаемый способ дает возможность фракцнионирования ГК, переходящих в раствор при использовании силь- 15 но щелочных экстрагентов.

На фиг. 1-7 представлены способы фракционирования ГК при различных ус1 ловиях сорбции и элюирования: на фиг. 1 - элюент 0,1 H ° NaOH; на фиг.2фракционирование препарата ГК, элюентисходный буфер 0,050 М трис-НС1 с рН 9,0. содержащий 0,2 И ИаС1, ограничивающий буфер 0,050 И трис-НС1 с рН 9,0, содержащий 2,0 И НаС1: на фиг. 3 — фракционирование ГК щелочно-. го экстракта, элюент — исходный буфер

0,050 M трис-НС1 с рН 9;О, содержащий

0,20 М NaC1, ограничивающий буфер

0,050 И трис-НС1 с рН 9,0, содержащий 2,0 И NaCl; на фиг, 4 — элюент— исходный буфер 0,050 М трис-НС1 с рН 9,0, содержащий 0,3 M NaCl (a);

0,1 M NaC1 (8); 0,0 М ИаС1 (Ь), огра1 ничивающий буфер 0,050 И трис-НС1 с рН 9,0, содержащий 2,0 М НаС1; на фиг, 5 — элюент — исходный буфер

0,050 M трис-НС1 с рН 9,0 содержащий

0,2 М NaC1, ограничивающий буфер

0,050 M трис-НС1 с рН 9,0, содержащий 4

0,5 М NaC1 (a); 1,0 М NaC1 (8); 2,0 И

Иа1:1 (В); на фиг. 6 — рН ограничивающего и исходного трис-НС1 буфера

9,5 (a), 10,0 (Я)р на фиг. 7 — форма градиента концентрации NaC1.

1 45

Hp и м е р 1. Фракционирование

ГК по прототипу. ГК экстра1ируют дистиллированной водой при соотношении почва : вода 1:10 18 ч. Экстракт отделяют центрифугированием при 15 тыс. б0 об/мин в течение 20 мин. 0,5 мл экстракта наносят на колонку (1х20 см), заполненную TPISACRVI М ДЕАЕ анионитом и элюируют раствором 0,1 н, NaOH со скоростью 40 мл/ч. Анализ элюата осуществляют по оптической плотности при помощи проточного УФ-детектора при длине волны регистрации 280 нм.

Результат фракционирования приведен на фиг. 1. Как видно из графика, при данных условиях фракционирования ГК элюируются одной фракцией, Пример 2. Фракционирование

ГК по предлагаемому способу. 5 мг ГК растворяют в 5 мл 0,050 М трис-НС1 буфера с рН 9,0, содержащего 0,2 М

NaC1 0,5 мл раствора ГК наносят на колонку (1x20 см), заполненную

TPISACRYI M ДЕАЕ анионитом. Градиент концентрации NaC1 в элюенте получают при помощи двухкамерного градиента смесителя (форма получаемого градиента приведена на фиг. 7). В градиентный смеситель приливают 30 мл 0,050 M трис-НС1 буфера с рН 9,0, содержащего 0,2 И NaCl. Элюент на колонку по ступает из камеры исходного буфера градиентного смесителя, в камеру orраничивающего буфера со скоростью

40 мл/ч, поступает раствор 0,050 И трис-НС1 буфера с рН 9,0, содержащий

2,0 И NaC1, Скорость элюирования

ГК 40 мл/ч. Детектирование элюата по оптической плотности осуществляют при помощи проточного

УФ-детектора при длине волны регистрации 280 нм. Результат фракционирования ГК представлен на фиг, 2, По предлагаемому способу фракционирования ГК разделяются на три фракции, что повышает точность фракционирования.

Пример 3. Фракционирование

ГК щелочного экстракта. ГК из почвы (горизонт А1, дерново-подзолистая почва) экстрагируют раствором 0,1 н, ИаОН при соотношении почва : экстрагент 1 : 10 18 ч. Экстракт, содержащий ГК, отделяют центрифугированием при 15 тыс ° об/мин в течение 20 мин.

2 мл щелочного экстракта ГК наносят на колонку (1,5х15 см), заполненную сефадексом G-10, и элюируют раствором 0,050 И трис-НС1 буфера с рН 9,0, содержащий 0,20 M NaC1 °

Фракцию, выходящую в свободном объеме колонки, собирают при помощи коллектора фракций. 0 5 мл данной фракции фракционируют по предлагаемому способу. Условия фракционирования аналогичны приведенным в примере 2. Результат фракционирования ГК щелочного экстракта приведен на фиг. 3 °

Пример 4. Обоснование концентрации О, 1-0,2 М NaC1 в трис-НС1 буфере. Предложенный интервал концентрации NaC1 в трис-НС1 буфере поз1381392 воляет достигнуть оптимальные условия сорбции ГК. На фиг. 4 приведены результаты фракционирования ГК, сорбция которых производилась иэ трисНС1 буфера, с одержащего 0,3 М NaC1 (a)

0,1 М NaC1 (6) и 0,0 И NaC1 (Ь) . Остальные условия фракционирования аналогичны описанным в примере 2. При проведении операции сорбции ГК из раствора трис-НС1 буфера при концентрации NaC1, выходящей за пределы 0,10,2 И, снижается качество разрешения фракций, Пример 5. Обоснование концен- 15 трации 1,0-2,0 M NaC1 в трис-НС1 буфере. Предложенный интервал концентрации NaC1 в трис-НС1 буфере обуславливает оптимальные условия элюирования ГК. На фиг. 5 приведены результаты фракционирования ГК при концентрации NaC1 в трис-НС1 буфере,поступающем в камеру ограничивающего буфера градиентного смесителя, равной 0,5 И (a), 1,0 И (Ь), 2,5 И (Ь).

Остальные условия фракционирования аналогичны описанным в примере 2.

Применение концентраций NaC1 меньше

1,0 И приводит к увеличению времени удержания фракций и снижению качества фракционирования. Увеличение. концентрации NaC1 выше 2,0 М приводит к ухудшению разрешения фракций.

Кроме того, применение высоких концентраций NaC1 может привести к высаливанию ГК в колонке. 35

Аналогичный эффект" снижения качества фракционирования вызывает уменьшение и увеличение скорости подачи раствора 0,050 М трис-НС1 буфера, содержащего 2,0 M NaCI, в камеру or- 4ц раничивающего буфера градиентного смесителя по сравнению со скоростью элюирования ГК с колонки, Уменьшение скорости подачи раствора в градиентный смеситель равнозначно применению концентраций NaC1 менее 1,0 М (a) и приводит к увеличению времени удержания фракций. Увеличение скорости подачи раствора в градиентный смеси.тель по сравнению со скоростью элюи- 50 рования равнозначно применению концентраций НаС1 свыше 2,0 И (6) и приводит к ухудшению разрешения фракций.

Пример 6. Обоснование величины рН трис-НС1 буфера. Нижнее зна- 55 чение рН трис-НС1 буфера обусловлено свойствами ГК, а именно различной их растворимостью в зависимости от рН растворителя:

D 0,10 0,28 0,54 0,75 0,75 0,75 0,75 рН 70 75 80 85 90 95 100

Осадок

ГК + + +

При растворении одинаковой навески

ГК в равных объемах трис-НС1 буфера в интервале рН 7,0-8,0 ГК растворяются неполностью, о чем свидетельствует увеличение оптической плотности раствора и наличие осадка ГК. При значениях рН буфера выше 8,5 происходит полное растворение ГК.

Увеличение рН буфера свыше 9,5 приводит к ухудшению качества фракционирования. На фиг. 6 приведены результаты фракционирования ГК по предлагаемому способу при рН трис-НС1 буфера 9,5 (а); 10,0 (b). Остальные условия фракционирования аналогичны описанным в примере 2, Плохое разрешение фракций при рН свыше 9,5 связано с нарушением функций ионогенных центров матрицы в области высоких значений рН.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет увеличить качество фракционирования ГК по плотности расположения кислых функциональных групп на поверхности молекул, а также фракционировать ГК щелочных экстрактов. формула и з о б р е т е н и я

Способ фракционирования гумусовых кислот путем сорбции их из раствора на диэтиламиноэтиланионите и.последующего элюирования, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения качества фракционирования за счет повышения разрешающей способности способа, сорбцию гумусовых кислот осуществляют из раствора, содержащего 0,1-0,2 И NaC1 в трис-(гидрокси)метиламинометан-НС1 буфере с рН 8,59,5, а элюирование проводят раствором того же состава, в который дополнительно со скоростью злюирования подают раствор 1-2 M NaC1 в том же буфере.

1381392

g, ОППтЧеюкан nSememmn

0,070

0,000

Ю Vwk

Фие.1 < юя

С5 И2

9 @В

3 N

"юп

I З М Ч5 У Kerr

Фиг. 2

1381392

601

OW

Р,И

М

Ф и2 ь И1

ОЮ

5 Zg М .40 Ю И V,rtn

b4 016

И2

О О а08 ф 600

Q,0Î

Крм

1g 20 УО 40 . 50 БО Ф,РЧ

Фиг, Х! 381392 фЗ аю

М

Ф, йЮ ф

ОЮ

Ю 20 М 50 м

Фиг.6

44 С/ ф

ФО ФиУ. 7

Составитель Л. Рубинова

Техред Л.Олийнык

Корректор В. Бутяга

Редактор Е. Копча

Заказ 1180/39

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4