Biochemistry
This content is Free Access.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Kwantificering van humus- en fulvinezuren in Humate-ertsen, DOC, onttomerde materialen en humussubstantiebevattende commerciële producten
Chapters
Summary March 18th, 2022
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Deze methode biedt een gravimetrische kwantificering van humusstoffen (bijv. humus- en fulvinezuren) op asvrije basis, in droge en vloeibare materialen uit zachte steenkool (d.w.z. geoxideerde en niet-geoxideerde bruinkool en subbitumineuze steenkool), humate-ertsen en schalies, turf, compost en commerciële meststoffen en bodemaanpassingen.
Transcript
De nieuwe standaardmethode voor kwantificering van humuszuren biedt een nauwkeurigere en nauwkeurigere analyse in vergelijking met de bestaande regulatorisch aanvaarde methoden, en biedt ook een standaardmethode voor zuivere hydrofobe fulvinezuurkwantificering. Het voordeel van dit protocol is dat het een gravimetrische analyse van humus- en hydrofobe fulvinezuurconcentraties op een asvrije basis biedt, en het extractieproces is geoptimaliseerd om de hoogste terugwinningen van zowel humus- als fulvinezuren uit monsters te verkrijgen. De procedure wordt gedemonstreerd door Ryan Fountain, een analytisch chemicus van ons humuschemielaboratorium.
Om een vast monster te bereiden, gebruikt u een vijzel en stamper om ongeveer vijf gram van het te analyseren monster te pletten totdat 100% van het goed gemengde monster door een Amerikaanse standaardzeef kan gaan, maaswijdte nummer 200. Om gravimetrisch het vochtgehalte van het poeder te bepalen, brengt u ongeveer twee gram van het monsterpoeder over in een voorgewogen aluminium weegboot en registreert u de massa van de boot en het monster. Plaats vervolgens de weegboot 24 uur in een droogoven op 102 graden Celsius.
Plaats de boot de volgende dag in een exsiccator om ten minste één uur af te koelen voordat u de massa van de weegboot en het gedroogde monster weegt en registreert, en gebruik vervolgens de formule om het vochtgehalte te bepalen zoals aangegeven. Om een extractie uit een vast monster uit te voeren, weegt u ongeveer 2,5 gram van het resterende monster en noteert u het gewicht tot op vier decimalen. Laad het monster vervolgens in een Erlenmeyer van één liter en spoel de weegboot af met gedeïoniseerd water om al het erts te verwijderen.
Vul het bekerglas tot één liter met 0,1-molair natriumhydroxide en voeg een magnetische roerstaaf van vijf tot zeven centimeter toe om het monster snel te roeren met 300 tot 400 omwentelingen per minuut op een roerplaat. Wanneer het monster grondig is gemengd, evacueert u de kopruimte van de kolf met stikstofgas, sluit u de opening van de kolf af met een luchtdicht deksel en plaatst u de kolf op een roerplaat om gedurende 16 tot 18 uur met 300 tot 400 omwentelingen per minuut te mengen. Schud het monster voor de extractie van vloeibaar materiaal grondig om ervoor te zorgen dat de testvloeistof homogeen wordt gemengd, met inbegrip van eventuele resten die op de bodem van de recipiënt zijn gevallen.
Weeg ongeveer vijf gram van de testvloeistof af en noteer het gewicht tot op vier decimalen. Voeg vervolgens de vloeistof toe aan een maatcilinder van één liter en vul de cilinder met 0,1-molair natriumhydroxide tot een eindvolume van één liter. Gebruik een magnetische roerstaaf om het monster snel te mengen zoals aangetoond totdat het testmonster volledig is gemengd voordat het mengsel in een Erlenmeyer van één liter wordt overgebracht, maak vervolgens de kopruimte vrij met stikstofgas en roer de kolfinhoud gedurende één uur met 300 400 omwentelingen per minuut, zoals aangetoond.
Om niet-oplosbare materialen uit alkalische extracten te verwijderen, brengt u aan het einde van de roerincubatie het mengsel over naar geschikte centrifugebuizen en centrifugeert u het volledige monstervolume gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur bij 4. 921x G. Verzamel aan het einde van de centrifugatie het alkalische supernatant met de humuszuur- en fulvinedractie, die het hydrofobe fulvinezuur bevat, in een schone Erlenmeyer van één liter met een magnetische roerstaaf. Voor humuszuurprecipitatie van de fulvinefractie, terwijl het verzamelde alkalische extract met 300 tot 400 omwentelingen per minuut op een roerplaat roert, plaatst u een pH-sonde in het middelste gedeelte van de oplossing en voegt u geconcentreerd zoutzuur druppelsgewijs toe totdat een stabiele pH van pH 1,0 plus of min 0,1 is bereikt.
Zodra de pH stabiel is, verwijdert u de sonde en roerstaaf, spoelt u ze af met gedeïoniseerd water en sluit u de kolf af met een luchtdichte afdekking. Laat de kolf één tot zes uur staan totdat het neergeslagen humuszuur op de bodem is neergedaald voordat het extract en het neergeslagen humuszuur gedurende één uur op 4.921x G worden gecentrifugeerd. Giet aan het einde van de centrifugatie de fulvinefractie-bevattende supernatanten in een schone Erlenmeyer van één liter en sluit de kolf af met een luchtdicht deksel.
Plaats de humuszuurhoudende centrifugebuizen gedurende 24 uur in een droogoven van 100 graden Celsius en zorg ervoor dat de deksels los zitten of worden verwijderd om drogen te garanderen. Koel de buizen na het drogen af in een exsiccator tot ze op kamertemperatuur zijn. Gebruik na het afkoelen een spatel om het residu van elke buis over te brengen in een enkele geteerde weegboot om de massa van het geëxtraheerde humuszuurmonster te bepalen.
Om het asgehalte in het monster te bepalen, brengt u ongeveer 30 milligram van het gedroogde humuszuur over in een schone, vooraf gewogen keramische schaal om de massa van het weegmonster en de schaal te bepalen. Verbrand vervolgens het humuszuur twee uur lang in een moffeloven op 600 graden Celsius voordat je het gerecht afkoelt in de exsiccator. Eenmaal afgekoeld, weeg het gerecht en gebruik de formule om de asverhouding te berekenen.
Om de uiteindelijke massa van het zuivere humuszuur te bepalen, gebruikt u de formule om te corrigeren voor het asgehalte. Gebruik vervolgens de formules om de zuivere humuszuurconcentratie te bepalen. Om een nieuwe, lagedruk polymethylmethacrylaat DAX8 hars-verpakte chromatografiekolom te bereiden, weekt u de hars twee uur in de methanol in een bekerglas voordat u de hars grondig spoelt met gedeïoniseerd water totdat alle methanol is verwijderd.
Verwijder vervolgens eventuele kleine harsdeeltjes die op het water drijven. Eenmaal grondig gespoeld, giet u de gespoelde of geregenereerde hars in een glazen chromatografiekolom van 5 bij 25 centimeter voorzien van een eindstuk met een frit van 10 micron voor harsbedondersteuning, waarbij u 2,5 tot 5 centimeter aan de bovenkant van de kolom laat en het bovenste stuk op de kolom vervangt. Om een eerder gebruikte hars op te knappen of een vers gewassen nieuwe hars te bereiden, gebruikt u de peristaltische pomp om 0,1-molair zoutzuur met een debiet van 35 tot 40 milliliter door de onderkant van de kolom te pompen totdat de pH van het effluent gelijk is aan de pH van het influent, en pomp vervolgens gedeïoniseerd water in de bovenkant van de kolom totdat de pH van het effluent gelijk is aan de pH van het influent.
Zodra het harsbed is verpakt, gebruikt u een peristaltische pomp om de fulvinerefractie onder lage druk via de bovenkant van de kolom met een debiet van 35 tot 40 milliliter op de kolom te laden. Zodra de fulvinefractie volledig op de hars is geladen, wast u de hars met gedeïoniseerd water om de niet-geadsorbeerde hydrofiele fulvinefractie te verwijderen. Was de kolom met gedeïoniseerd water totdat de absorptie van het effluent van de kolom op 350 nanometer gelijk is aan die van het gedeïoniseerde water dat wordt gebruikt om de kolom te wassen.
Om de HFA te desorberen, pompt u 0,1-molair natriumhydroxide via de bodem van de kolom en vangt u het natrium fulvate-effluent van de pomp op in een schone, voldoende grote container. Alle HFA is gedesorbeerd wanneer de absorptie van het kolom-effluent gelijk is aan de absorptie van 0,1-molair natriumhydroxide-influent bij 350 nanometer. Om de HFA door protonatie te ont-asen, giet u eerst proton / kationenuitwisselingshars in een groot bekerglas en dekt en mengt u de hars meerdere keren met vers gedeïoniseerd water, waarbij u het water na elke spoeling afgiet totdat de rode kleur volledig is verwijderd.
Bedek na de laatste wasbeurt de hars met één molair zoutzuur en laat het mengsel minstens twee uur staan, onder roeren om de 30 minuten. Vervang aan het einde van de verzuringsbehandeling het zuur door gedeïoniseerd water en roer krachtig met een roerstaaf gedurende 15 seconden voordat u de hars op de bodem van de kolf laat vallen en het water afgiet. Herhaal het proces totdat de elektrische geleidbaarheid van het spoelwater kleiner is dan of gelijk is aan 0,7 microSiemens per centimeter en laad de geregenereerde hars in een kolom van 5 bij 50 centimeter met een glazen frit voor het vasthouden van de hars.
Bedek vervolgens de hars met vers gedeïoniseerd water en passeer herhaaldelijk het natrium fulvate door de sterke kation / proton-uitgewisselde hars door zwaartekrachttoevoer totdat de elektrische geleidbaarheid van het effluent minder dan 120 microSiemens per centimeter is. Om ervoor te zorgen dat alle FA uit de hars wordt verwijderd, wast u de hars na de laatste passage met gedeïoniseerd water totdat de absorptie van het effluent op 350 nanometer hetzelfde is als het gedeïoniseerde water dat wordt gebruikt om de kolom te wassen. Voeg de was en het eventuele effluent dat wordt gebruikt om de absorptie te controleren toe aan de gezuiverde FA-oplossing.
Om te helpen bij het verwijderen van de FA, kan de hars meerdere keren worden geroerd. Gebruik een roterende verdamper bij 55 graden Celsius om de FA te concentreren tot een volume van ongeveer 15 plus of min twee milliliter en breng het volledige volume FA-concentraat volledig over naar een plastic centrifugebuis van 50 milliliter. Droog het monster tot 60 plus of min drie graden Celsius tot constante droogheid in de droogoven en breng de buis over naar de exsiccator om af te koelen.
Wanneer het monster is afgekoeld, gebruikt u een spatel om de geëxtraheerde FA op een stuk voorgewogen weegpapier te schrapen en de asverhouding, het geëxtraheerde FA-gewicht en het percentage zuivere FA in het oorspronkelijke monster te bepalen, zoals aangetoond voor het humuszuur. In deze tabel worden precisiegegevens weergegeven voor de methode voor extractie van HA en HFA uit vloeibare commerciële monsters met zeer verschillende concentraties HA en HFA. De resterende standaarddeviatie voor HA was lager dan die voor HFA, maar de gemiddelde HFA-residuele standaarddeviatie over drie vloeistofmonsters was 6,83%, wat wijst op een hoge mate van precisie.
De Horowitz-ratio was ook groter dan twee voor slechts één van de HFA-analyses. In deze tabel worden precisiegegevens voor de extractie van HA en HFA uit drie humusertsmonsters getoond. Net als bij de vorige analyse, met uitzondering van de HFA geëxtraheerd uit erts twee en de HA uit erts drie, waren alle Horowitz-verhoudingen lager dan twee, wat de hoge mate van precisie van deze methode voor de extractie van HA en HFA uit humusertsmonsters aantoont.
In deze analyse werden geen plantaardige biostimulantadditieven waargenomen die het herstel van HA of HFA significant beïnvloeden. In deze tabellen worden de terugvorderingen van HA en HFA uit vloeibare monsters die commerciële producten met zeer lage concentraties stimuleerden, weergegeven. De terugvorderingen waren uitstekend, variërend tussen 88% en 97% voor HA en 92% en 104% voor HFA, maar ook wat de noodzaak aangeeft om laboratoriumreplicaties uit te voeren.
Na deze procedure kunnen de verkregen droge humus- en fulvinezuren worden gebruikt voor karakteriseringsdoeleinden, zoals de koolstof-13 en het proton NMR-elektronenresonantie, en de massaspectrometrie met ultrahoge resolutie, naast nuttige technieken. En dit kan worden gebruikt voor de karakterisering van de humuschemie, evenals een nuttig hulpmiddel om diep te graven in de structuur-activiteitsrelatie met plantfitness en de onderliggende afweermechanismen van planten.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
