القياس الكمي للأحماض الدبالية والفولفيك في خامات الهيومات و DOC والمواد المرطبة والمنتجات التجارية المحتوية على المواد الدبالية

توفر الطريقة القياسية الجديدة لقياس كمية الأحماض الدبالية تحليلا أكثر دقة ودقة مقارنة بالطرق الحالية المقبولة تنظيميا ، كما توفر طريقة قياسية لتكميم حمض الفولفيك النقي الكارهة للماء. ميزة هذا البروتوكول هي أنه يوفر تحليلا بثقاليا لتركيزات حمض الفولفيك الدبالية والكارهة للماء على أساس خال من الرماد ، وقد تم تحسين عملية الاستخراج للحصول على أعلى عمليات استرداد لكل من الأحماض الدبالية والفولفيك من العينات. سيوضح الإجراء ريان فاونتن ، وهو كيميائي تحليلي من مختبر الكيمياء الدبالية لدينا.

لإعداد عينة صلبة ، استخدم هاون ومدقة لسحق ما يقرب من خمسة غرامات من العينة المراد تحليلها حتى يتمكن 100٪ من العينة المختلطة جيدا من المرور عبر غربال قياسي أمريكي ، رقم حجم الشبكة 200. لتحديد محتوى الرطوبة للمسحوق بمقياس الجاذبية ، انقل ما يقرب من جرامين من مسحوق العينة إلى قارب وزن من الألومنيوم المرجح مسبقا ، وسجل كتلة القارب والعينة. بعد ذلك ، ضع قارب الوزن في فرن تجفيف عند 102 درجة مئوية لمدة 24 ساعة.

في اليوم التالي ، ضع القارب في مجفف ليبرد لمدة ساعة واحدة على الأقل قبل وزن وتسجيل كتلة قارب الوزن والعينة المجففة ، ثم استخدم الصيغة لتحديد محتوى الرطوبة كما هو موضح. لإجراء استخراج من عينة صلبة، قم بوزن حوالي 2.5 جرام من العينة المتبقية وسجل الوزن إلى أربعة منازل عشرية. ثم قم بتحميل العينة في قارورة Erlenmeyer سعة لتر واحد وشطف قارب الوزن بالماء منزوع الأيونات لإزالة كل الخام.

املأ الكأس إلى لتر واحد بهيدروكسيد الصوديوم المولي 0.1 وأضف قضيب تحريك مغناطيسي من خمسة إلى سبعة سنتيمترات لتسهيل التحريك السريع للعينة عند 300 إلى 400 دورة في الدقيقة على طبق تحريك. عندما يتم خلط العينة جيدا ، قم بإخلاء مساحة رأس القارورة بغاز النيتروجين ، ثم أغلق فتحة القارورة بغطاء محكم الإغلاق وضع القارورة على طبق تحريك للخلط بسرعة 300 إلى 400 دورة في الدقيقة لمدة 16 إلى 18 ساعة. لاستخراج المواد السائلة، قم بهز العينة جيدا للتأكد من أن سائل الاختبار مختلط بشكل متجانس، بما في ذلك أي بقايا قد تكون سقطت في قاع الحاوية.

يزن ما يقرب من خمسة غرامات من سائل الاختبار ويسجل الوزن إلى أربعة منازل عشرية. ثم ، أضف السائل إلى أسطوانة متدرجة سعة لتر واحد واملأ الأسطوانة بهيدروكسيد الصوديوم المولي 0.1 إلى حجم نهائي قدره لتر واحد. استخدم قضيب تحريك مغناطيسي لخلط العينة بسرعة كما هو موضح حتى يتم خلط عينة الاختبار بالكامل قبل نقل الخليط إلى قارورة Erlenmeyer سعة لتر واحد ، ثم قم بإخلاء مساحة الرأس بغاز النيتروجين وحرك محتويات القارورة عند 300 400 دورة في الدقيقة لمدة ساعة واحدة كما هو موضح.

لإزالة المواد غير القابلة للذوبان من المستخلصات القلوية ، في نهاية حضانة التحريك ، انقل الخليط إلى أنابيب طرد مركزي مناسبة وطرد مركزي كامل حجم العينة عند 4،921x G لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. في نهاية الطرد المركزي ، اجمع المادة القلوية التي تحتوي على حمض الدبالية وجزء الفولفيك ، الذي يحتوي على حمض الفولفيك الكارهة للماء ، في قارورة Erlenmeyer نظيفة سعة لتر واحد مع شريط تحريك مغناطيسي. لهطول الأمطار من حمض الدبالية من جزء الفولفيك ، أثناء تحريك المستخلص القلوي الذي تم جمعه عند 300 إلى 400 دورة في الدقيقة على لوحة تحريك ، أدخل مسبار درجة الحموضة في الجزء الأوسط من المحلول وأضف قطرة حمض الهيدروكلوريك المركز بحكمة حتى يتم الوصول إلى درجة حموضة مستقرة من الرقم الهيدروجيني 1.0 زائد أو ناقص 0.1.

بمجرد استقرار الرقم الهيدروجيني ، قم بإزالة المسبار وتحريك القضيب ، وشطفه بالماء منزوع الأيونات ، وختم القارورة بغطاء محكم الإغلاق. دع القارورة تجلس لمدة ساعة إلى ست ساعات حتى يستقر حمض الدبالية المترسب في القاع قبل الطرد المركزي للمستخلص وترسب حمض الدبالية عند 4،921x G لمدة ساعة واحدة. في نهاية جهاز الطرد المركزي ، صب المواد الفائقة التي تحتوي على جزء الفولفيك في قارورة Erlenmeyer نظيفة سعة لتر واحد وأغلق القارورة بغطاء محكم الإغلاق.

ضع أنابيب الطرد المركزي المحتوية على حمض الدبالية في فرن تجفيف 100 درجة مئوية لمدة 24 ساعة وتأكد من أن الأغطية فضفاضة أو إزالتها لضمان التجفيف. بعد التجفيف ، قم بتبريد الأنابيب في مجفف حتى تصل إلى درجة حرارة الغرفة. بعد التبريد ، استخدم ملعقة لنقل البقايا من كل أنبوب إلى قارب وزن واحد مذعور لتحديد كتلة عينة حمض الدبالية المستخرجة.

لتحديد محتوى الرماد داخل العينة، انقل حوالي 30 ملليغرام من حمض الدبالية المجفف إلى طبق سيراميك نظيف وموزون مسبقا لتحديد كتلة عينة الوزن والطبق. بعد ذلك ، قم بحرق حمض الدبالية في فرن مكتوم لمدة ساعتين عند 600 درجة مئوية قبل تبريد الطبق في المجفف. بمجرد أن يبرد ، قم بوزن الطبق واستخدم الصيغة لحساب نسبة الرماد.

لتحديد الكتلة النهائية للحمض الدبالي النقي ، استخدم الصيغة لتصحيح محتوى الرماد. ثم استخدم الصيغ لتحديد تركيز حمض الدبالية النقي. لإعداد عمود كروماتوغرافي جديد منخفض الضغط من البولي ميثيل ميثاكريليت DAX8 معبأ بالراتنج ، انقع الراتنج في الميثانول لمدة ساعتين في كوب قبل شطف الراتنج جيدا بالماء منزوع الأيونات حتى تتم إزالة الميثانول بالكامل.

ثم قم بإزالة أي جزيئات راتنج صغيرة تطفو على الماء. بمجرد شطفه جيدا ، صب الراتنج الذي تم شطفه أو تجديده في عمود كروماتوغرافي زجاجي 5 × 25 سم مزود بقطعة نهاية مع فريت 10 ميكرون لدعم سرير الراتنج ، مع ترك 2.5 إلى 5 سنتيمترات في الجزء العلوي من العمود واستبدال القطعة العلوية على العمود. لتجديد راتنج مستخدم سابقا ، أو تحضير راتنج جديد مغسول حديثا ، استخدم المضخة التمعجية لضخ حمض الهيدروكلوريك المولي 0.1 بمعدل تدفق يتراوح بين 35 و 40 ملليلتر عبر الجزء السفلي من العمود حتى يكون الرقم الهيدروجيني للنفايات السائلة مساويا للدرجة الهيدروجينية للمؤثر ، ثم ضخ الماء منزوع الأيونات في الجزء العلوي من العمود حتى يكون الرقم الهيدروجيني للنفايات السائلة مساويا للدرجة الهيدروجينية للمؤثر.

بمجرد تعبئة سرير الراتنج ، استخدم مضخة تمعجية لتحميل جزء الفولفيك على العمود تحت ضغط منخفض عبر الجزء العلوي من العمود بمعدل تدفق يتراوح من 35 إلى 40 ملليلتر. بمجرد تحميل جزء الفولفيك بالكامل على الراتنج ، اغسل الراتنج بالماء منزوع الأيونات لإزالة جزء الفولفيك المحب للماء غير الممتزج. اغسل العمود بالماء منزوع الأيونات حتى يصبح امتصاص العمود السائلة عند 350 نانومتر مساويا لامتصاص الماء منزوع الأيونات المستخدم لغسل العمود.

لامتصاص HFA ، قم بضخ هيدروكسيد الصوديوم 0.1 مولار عبر الجزء السفلي من العمود والتقاط النفايات السائلة من فولفات الصوديوم في حاوية نظيفة وكافية الحجم. تم امتصاص كل HFA عندما يكون امتصاص النفايات السائلة للعمود مساويا لامتصاص هيدروكسيد الصوديوم المولي 0.1 المؤثر عند 350 نانومتر. لإزالة الرماد من HFA عن طريق البروتونات ، صب أولا راتنج تبادل البروتون / الكاتيون في كوب كبير وقم بتغطية الراتنج ومزجه بالماء العذب منزوع الأيونات عدة مرات ، مع صب الماء بعد كل شطف حتى تتم إزالة اللون الأحمر تماما.

بعد الغسيل الأخير ، قم بتغطية الراتنج بحمض هيدروكلوريك مولياري واحد واترك الخليط يقف لمدة ساعتين على الأقل ، مع التحريك كل 30 دقيقة. في نهاية معالجة التحمض ، استبدل الحمض بالماء منزوع الأيونات وحرك بقوة بقضيب تحريك لمدة 15 ثانية قبل ترك الراتنج يسقط في قاع القارورة ويصب الماء. كرر العملية حتى تكون الموصلية الكهربائية لماء الشطف أقل من أو تساوي 0.7 ميكروسيمنز لكل سنتيمتر وقم بتحميل الراتنج المجدد في عمود 5 × 50 سم مع فريت زجاجي للاحتفاظ بالراتنج.

ثم قم بتغطية الراتنج بالماء العذب منزوع الأيونات ومرر فولفات الصوديوم بشكل متكرر من خلال راتنج الكاتيون القوي / البروتون المتبادل عن طريق تغذية الجاذبية حتى تكون الموصلية الكهربائية للنفايات السائلة أقل من 120 ميكروسيمنز في السنتيمتر. لضمان إزالة كل FA من الراتنج ، بعد المرور النهائي ، اغسل الراتنج بالماء منزوع الأيونات حتى يصبح امتصاص النفايات السائلة عند 350 نانومتر هو نفسه الماء منزوع الأيونات المستخدم لغسل العمود. أضف الغسيل وأي نفايات سائلة تستخدم للتحقق من الامتصاص إلى محلول FA النقي.

للمساعدة في إزالة FA ، يمكن تحريك الراتنج عدة مرات. استخدم مبخرا دوار عند 55 درجة مئوية لتركيز FA على حجم 15 زائد أو ناقص 2 ملليلتر تقريبا ونقل الحجم الكامل لتركيز FA بالكامل إلى أنبوب طرد مركزي بلاستيكي سعة 50 ملليلتر. جفف العينة إلى 60 درجة مئوية زائد أو ناقص ثلاث درجات مئوية إلى جفاف مستمر في فرن التجفيف وانقل الأنبوب إلى المجفف ليبرد.

عندما تبرد العينة، استخدم ملعقة لكشط FA المستخرج على قطعة من ورق الوزن الموزون مسبقا وتحديد نسبة الرماد ووزن FA المستخرج والنسبة المئوية النقية FA في العينة الأصلية كما هو موضح لحمض الدبالية. في هذا الجدول، تظهر بيانات دقيقة لطريقة استخراج HA وHFA من عينات تجارية سائلة بتركيزات مختلفة جدا من HA وHFA. وكان الانحراف المعياري المتبقي ل HA أقل من الانحراف المعياري المتبقي ل HFA، ولكن متوسط الانحراف المعياري المتبقي ل HFA على ثلاث عينات سائلة كان 6.83٪ مما يشير إلى درجة عالية من الدقة.

وكانت نسبة هورويتز أيضا أكبر من اثنين بالنسبة لتحليل واحد فقط من تحليلات HFA. في هذا الجدول ، يتم عرض بيانات دقيقة لاستخراج HA و HFA من ثلاث عينات خام دبالية. وعلى غرار التحليل السابق، باستثناء HFA المستخرج من الخام الثاني وHA من الخام ثلاثة، كانت جميع نسب هورويتز أقل من اثنين، مما يدل على الدرجة العالية من الدقة لهذه الطريقة لاستخراج HA و HFA من عينات خام الدبالية.

في هذا التحليل ، لم يلاحظ أي إضافات نباتية للمنشطات الحيوية تؤثر بشكل كبير على استعادة HA أو HFA. في هذه الجداول ، يتم عرض عمليات استرداد HA و HFA من العينات السائلة التي حفزت المنتجات التجارية بتركيزات منخفضة جدا. وكانت حالات التعافي ممتازة، حيث تراوحت بين 88 في المائة و 97 في المائة بالنسبة ل HA، و 92 في المائة و 104 في المائة بالنسبة ل HFA، ولكنها تشير أيضا إلى الحاجة إلى إجراء نسخ مخبرية.

بعد هذا الإجراء ، يمكن استخدام الأحماض الدبالية الجافة والفولفيك التي تم الحصول عليها لأغراض التوصيف ، مثل الكربون-13 والرنين الإلكتروني NMR للبروتون ، ومطياف الكتلة عالي الدقة للغاية ، من بين تقنيات مفيدة أخرى. ويمكن استخدام هذا لتوصيف كيمياء الدبال ، بالإضافة إلى أداة مفيدة للحفر بعمق في علاقة نشاط الهيكل مع لياقة النبات وآليات الدفاع عن النبات الأساسية.