土壤磷形态组分分级及^(31)P-NMR技术应用研究进展

农田生态系统中土壤磷形态转化,影响土壤磷对作物的有效供应。土壤磷分为无机磷和有机磷两大部分。化学连续提取法(chemical sequential fractionation,CSF)研究土壤磷形态分级,采用不同的化学提取剂,分级提取土壤中组成或分解能力接近的有机无机含磷化合物,是目前表征土壤磷素形态的重要方法。但该方法虽历经改进,仍难以确切反映土壤磷的实际组成,提取的不同磷形态间存在重叠,有机磷和无机磷组分分级存在一定的误差;不同分级磷组分对作物的有效性,需谨慎评估。核磁共振波谱技术(nuclear magnetic resonance,NMR)根据核磁共振波谱图上共振峰的位置、强度和精细结构来研究土壤中含磷化合物的分子结构。液相31PNMR可以同吋检测出土壤中多种磷组分,如正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯、膦酸脂、焦磷酸盐和多聚磷酸盐,识别土壤提取物磷形态,可将有机磷与无机磷分开。本文综述了应用31P-NMR技术研究土壤磷形态组分的一些进展,总结了样品制备过程、NMR测试参数及在土壤磷形态转化研究中的应用。二维31P-NMR技术发展为鉴定分析土壤中更多种类的含磷化合物提供了契机。

^(31)P-NMR分析湿地沉积物有机磷的方法优化

近年来,31P-NMR(nuclear magnetic resonance)已成为研究环境有机磷的有力武器,然而此方法在湿地学研究中的应用却很少,关于湿地沉积物样品制备方法的研究更缺乏。本研究通过改变提取剂组成、提取剂比例、离心条件、检测扫描时间等因素设计实验,寻找最佳的湿地沉积物样品处理及检测方法,以期为31P-NMR技术在湿地沉积物样品有机磷研究中的应用提供科学依据。结果表明采用:1mol·L-1 HCl预提取,0.25mol·L-1 NaOH+0.05mol·L-1 EDTA主提取,沉积物与提取剂比例为1∶8的提取方法,可获得更好的提取效果。提取完成后,采用冷冻高速离心可更好地分离提取液、避免某些磷组分的水解。此外,NMR扫描分析时间设为14~16h(约扫描25 000次)可获得更完整的图谱。相较于传统的化学分析法,31P-NMR法的样品前处理相对简单、分析时破坏性小且组分分辨完全,该技术的运用,有望获得湿地磷循环,特别是对有机磷认知的新突破。

^(31)P-NMR分析湖泊植物和藻类有机磷方法优化及形态研究

应用不同的提取剂和固液比提取湖泊水生植物和藻类中的藻类有机磷(P_0),并进一步采用液态核磁共振(^(31)P-NMR)技术分析其组成特征.结果表明:采用0.5mol/L NaOH+25mmol/LEDTA提取剂,并控制固液比为1:60可获得最优的P_0提取效果;^(31)P-NMR分析测试过程中,设置延迟时间(D1)为5s,扫描分析时间为15h(约扫描24000次)可获得较好的谱图.通过以上实验方法,分析水生植物和藻类中磷均由正磷酸盐、单酯磷、二酯磷及焦磷酸盐组成,其中P_0可分别占总磷(TP)的34-21%~53.36%和31.27%~72.96%.单酯磷是水生植物和藻类P_0的主要组分,其平均含量可占P_0的92%和83%;二酯磷含量均较少,占TP的0~6.65%;藻类体内焦磷酸盐含量可达水生植物的35倍.

有机磷酸^(31)P-NMR谱图研究

报道了目前国内外常用水处理药剂中的四类有机磷化合物的31P -NMR谱。其中包括小分子有机磷酸、大分子有机磷酸。

湖泊磷的核磁共振(NMR)分析--1环境标准样品的^31P-NMR表征

通过对环境标准样进行31P-NMR测试,研究了磷的化学结构与化学位移的关系.结果表明:无机正磷酸盐(PO43-)化学位移在6.412×10-6,焦磷酸盐的化学位移在-4.353×10-6;多聚磷的化学位移分布特点是:主链末端磷化学位移在-3.53×10-6至-4.40×10-6之间,中间磷在-18.159×10-6至-20.246×10-6之间,有机磷中单酯和二醑的化学位移分别在4.3540×10-6至6.3652×10-6和-0.107×10-6至2.195×10-6之间,部分二脂不稳定,会降解为单脂;膦酸盐的化学位移在18.670×10-6至21.460×10-6之间,磷酸肌酸位于-0.380×10-6,有机多聚磷中α-P的化学位移在-8.833×10-6至-9.449×10-6之间,由于偶合作用产生P峰的裂分,P峰的偶合符合核磁中n+1的规则.结构环境影响31P的化学位移值的偏移.

^(31)P-NMR技术考察CD/SF5W/30通用内燃机油中ZDDP在行车试验中的氧化降解机理

文中应用31 P NMR技术考察了CD/SF 5W / 3 0通用内燃机油中二烷基二硫代磷酸锌 (ZDDP)添加剂在行车试验条件下的氧化降解机理。研究结果表明 ,ZDDP的氧化降解 ,首先是形成硫代磷酸酯以及硫代磷酸盐 ,其最终氧化降解产物是磷酸酯 (盐 )。

液相^(31)P-NMR快速检测鱼子酱中磷脂

建立液相^(31)P-核磁共振光谱法快速检测鱼子酱食品中磷脂的分析方法。样品匀浆后氯仿和甲醇混合溶剂提取其中的全脂,无需分离直接溶于氘代试剂后进行核磁分析。该方法回收率为96%~102%,相对标准偏差不超过5%。采用本方法对4种品牌鱼子酱食品检测均发现6种磷脂组分存在,且圆鳍鱼籽中磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰胆碱总量均占总磷脂量的80%以上,而鲟鱼籽中磷脂酰肌醇含量远高于圆鳍鱼籽。其他3种磷脂磷脂酰乙醇胺、鞘磷脂和甘油磷脂酸在2种取材的鱼子酱中含量相差不多。

采用^(31)P-NMR研究甲胺磷与敌百虫的水解反应历程

本文采用31P-NMR跟踪甲胺磷和敌百虫的31P水解产物的化学位移和积分值的变化,从而探讨了甲胺磷和敌百虫水解反应的历程。

ATP与Fe_4S_4~*络合的^(31)P-NMR研究

MgATP结合在铁蛋白的什么部位?众说纷芸,尚无定论。大多数研究者认为,MgATP不是与铁蛋白的活性中心Fe_4S_4原子簇络合,而是与它的非铁部位例如巯基或者外围组织络合。在上述作用模式中,ATP与铁蛋白键合的性质是不确定的。曾主张MgATP与铁蛋白的非铁部位结合的Mortenson等后来用^(31)P-NMR观察到,MgATP与还原态铁蛋白的结合,引起ATP的α-、β-和γ-^(31)P谱峰分别往低磁场漂移8.7、9和7.7ppm,这时他开始认为,这种变化可能是由于ATP与铁蛋白的某部位或者是与其活性中心Fe_4S_4原子簇的络合引起的。铁蛋白的活性中心与其模型化合物在化学性质上是基本相似的。通过化学模拟体系的^(31)P-NMR研究,有助于确定铁蛋白与MgATP的络合方式。

骨髓增生异常综合症患者血液红细胞^(31)P-NMR谱的特征

本文介绍了用３１Ｐ－ＮＭＲ谱研究骨髓增生异常综合症（ＭＤＳ）患者血液红细胞的方法。分析了患者和正常人的血液红细胞在３１Ｐ－ＮＭＲ谱上的差异，探讨这些差异在临床医学上对ＭＤＳ患者进行诊断和疗效跟踪检测的应用途径。

^(31)P-NMR研究生物活组织

NMR在生物学中的应用是从70年代发展起来的。^(31)P-NMR法因其共振谱线简单明了,灵敏度高,能无损伤地监控生物活组织内的与能量代谢密切相关的含磷化合物浓度的动态变化,而成为在生理条件下测定组织内部动力学参量的重要方法。本文通过介绍离体灌流标本和在体组织器官的^(31)P-NMR的具体应用实例,集中反映了在这一领域研究的概况和新近的研究成果。

利用核磁共振(^(31)P-NMR)测定b型流感嗜血杆菌荚膜多糖中磷含量的新方法研究

目的:利用^(31)P-NMR核磁共振定量法(QNMR)测定b型流感嗜血杆菌(Hib)荚膜多糖中的磷含量,建立QNMR的质控方法。方法:采用Bruker AVANCEⅡ400核磁共振谱仪,以六甲基磷酰三胺为内标,采集一维定量^(31)PNMR谱对不同浓度的磷酸二氢钾进行定量分析,采用传统方法验证该新方法的精密度及准确度,并对2种方法进行比较研究。结果:QNMR定量结果相对标准偏差(RSD)均小于1.7%,相对误差为2.1%～3%,不同浓度样品回收率为97.0%～98.1%;传统的化学法定量结果 RSD为1.2%～3.2%,相对误差为5%～7%,不同浓度样品回收率为93.0%～94.9%;2种方法检测的3批Hib荚膜多糖中磷含量无明显差别,均符合《中国药典》三部(2010版)规定的68～90 mg/g。结论:^(31)P-NMR定量方法操作简单,耗时短,重现性好,精密度和准确度高,且不破坏多糖成分,可应用于细菌荚膜多糖质量控制的磷定量。

高碳脂肪醇磷酸酯合成的^(31)P-NMR波谱研究

采用 3 1 P NMR波谱对高碳脂肪醇与五氧化二磷的反应进行了研究 ,定量地表征了产物混合物中的各组分。结果表明 :单酯 (MAP)、双酯 (DAP)、聚酯 (PAP)和磷酸盐 (PA)在 3 1 P NMR波谱上的化学位移分别为 :3 5～ 4 6 ,0 8～ 1 1,- 9 0～ - 10 0和 3 0～ 3 5 (当pH =9时 )。同时为不同用途的脂肪醇磷酸酯盐提供了可选择的和稳定的合成条件 ,即 :在n(ROH)∶n(P2 O5) =(2 3∶1 0 )～ (3 1∶1 0 ) ,反应时间 2～ 3h ,反应温度不大于 10 0℃条件下 ,P2 O5的转化率大于 95 % ,MAP、DAP和PAP的选择性分别为 4 0 %～ 6 5 % ,2 5 %～ 33%和 10 %～ 30 %。

基于^(31)P-NMR的延边州东部两市苹果梨园土壤磷化合物变化

针对延边州东部和龙市和珲春市苹果梨园土壤,分别选取剖面点并进行挖掘,根据土壤物理状态划分土壤自然发生层,分层采集土壤样品,采用^(31)P-NMR核磁共振波谱法对果园不同土层土壤磷化合物变化趋势进行研究。结果显示:和龙、珲春两市苹果梨园土壤磷化合物组成均含有正磷酸盐、正酸磷单酯和焦磷酸盐,且正磷酸盐>正酸磷单酯>焦磷酸盐;与珲春苹果梨园相比,和龙苹果梨园的A层和AB层土壤含有磷酸二酯。随着土层深度增加,正磷酸盐所占磷化和物的比例总体呈升高趋势,两地最深层土壤的正磷酸盐比例均高达80%以上;与正磷酸盐相反,随着土层深度增加磷酸单酯所占磷化合物的比例呈减小的趋势。两地苹果梨园土壤磷化合物中,焦磷酸盐所占比例最大的土层均为AB层。磷酸单酯在和龙苹果梨园土壤中的丰富度明显高于珲春苹果梨园土壤。

基于^(31)P核磁共振探究退化高寒湿地土壤磷素演变特征及影响因素

探明高寒湿地不同退化程度土壤磷素组成特征及其形态演变的驱动机制对于湿地生态恢复过程中养分和碳汇的科学管理具有重要意义。以若尔盖自然保护区内相对原生沼泽(RPM)、轻度退化沼泽(LDM)、中度退化沼泽(MDM)、重度退化沼泽(HDM)为对象,采用液相31P核磁共振波谱技术、分段式结构方程模型研究了高寒湿地退化过程中土壤磷素演变特征及主要影响因素。结果表明,高寒湿地退化导致植物群落组成由湿生向中生演替,土壤有机质与氮含量降低。正磷酸盐和磷酸单酯含量随湿地退化呈先增加后降低的趋势,其中正磷酸盐在HDM中相较于RPM降低46.45%,磷酸单酯在LDM、MDM和HDM中相较于RPM分别增加27.02%、54.96%和41.74%;焦磷酸盐和磷酸二酯含量随湿地退化逐渐降低。分段式结构方程模型的拟合结果显示,植被生物量、土壤养分和微生物活性是影响湿地土壤磷素演变的主要因素,其中微生物活性是正磷酸盐、焦磷酸盐和磷酸二酯的正向影响因子,是磷酸单酯的负向影响因子,植物生物量是正磷酸盐和磷酸二酯的正向影响因子,土壤养分虽对各形态磷没有直接影响,但可通过调控微生物活性间接影响焦磷酸盐和磷酸二酯含量。综上所述,湿地退化通过改变植物群落组成、降低土壤养分含量和微生物活性,促进了土壤磷酸二酯分解;重度退化湿地土壤磷有效性因磷酸单酯矿化能力减弱、正磷酸盐含量降低而减小。

再障病人血液红细胞^(31)P-NMR谱的特征

介绍再障病人血液红细胞~31P－NMR谱的测量方法．发现再障病人和献血员的血样在~31P－NMP谱上存在着明显的差异．这种差异与红细胞膜生化组分的观察所得到的结论相吻合，对探讨再障的发病机理有一定的指导意义．

用^(31)P-NMR谱法分析硫化二硫代磷酸钼摩擦改进剂的组分

报道了关于３１ＰＮＭＲ谱法分析不同反应条件下所制得硫化二硫代磷酸钼（ＳＭｏＤＴＰ）摩擦改进剂的组分及其变化。结果表明，所合成８种ＳＭｏＤＴＰ产物均是由１２～１３个有机５价Ｍｏ—Ｓ、ＰＳ、ＰＯ化合物及有机３价Ｐ—Ｓ化合物组成的混合物，其中随着反应温度从３０℃升至１００℃，或者随着Ｐ／Ｍｏ摩尔比从２／１降至１．２／１，或者随着预通Ｈ２Ｓ时间从０增至４５ｍｉｎ，其ＳＭｏＤＴＰ产物中所含有机５价Ｍｏ—Ｓ化合物的含量（ｗ）分别从２８．９％、４２．４％和３７．２％增至５２．５％、５２．７％和４２．４％。

^(31)P-核磁共振光谱在木素结构分析中的应用

介绍了31P核磁共振新技术用于木素分析原理及其应用。利用2氯1,3,2氧膦杂戊环(I)作为磷化试剂来标记木素中具有不稳定氢的基团,然后测定31PNMR光谱,由于木素中的羧基、酚羟基和醇羟基磷衍生物的31PNMR核磁共振信号的化学位移在明显不同的区域,因此可以准确测定这些官能团的含量。从不同结构的酚羟基(包括愈创木酚、紫丁香型和对羟基苯基型的酚羟基)的测定可以了解制浆过程中木素的溶出情况,从不同的醇羟基(伯羟基与苏式和赤式的α羟基)可以了解木素的聚合度和βO4键的断裂情况。

磷烧伤的^(31)P NMR研究

为了明确磷烧伤创面及吸收毒性物质的化学形式及分布．作者采用３１ＰＮＭＲ 波谱，研究皮下注射黄磷、磷酸及磷烧伤后创面残留、肝脏及脑组织吸收的元素磷及其化合物含量．其结果皮下注射非致死与致死剂量的黄磷后，肝脏可测到元素磷的吸收，磷燃烧后创面磷绝大部分转化为磷酸及其结合物，极少部分以元素磷形式存在．致死面积的磷酸烫伤与磷烧伤后肝脏区域磷酸增加４ ～５ 倍，未检测到元素磷的波谱，各组脑组织均未检测到元素磷峰，而磷酸峰只有微小的增加．结论为磷烧烧后吸收的主要中毒物质与创面残留的主要化学物质一致，磷烧伤中毒的致死性主要是创面磷酸吸收所致．

^(31)P核磁共振观察γ-干扰素对Molt-4细胞作用后含磷代谢物及pH变化

Ｍｏｌｔ＿４细胞的３１Ｐ核磁共振谱由磷酸单酯、无机磷（Ｐｉ）、双磷酸双酯、三磷酸腺苷（ＡＴＰ）的共振峰组成。用３１Ｐ核磁共振观察了γ－干扰素对Ｍｏｌｔ＿４细胞作用后含磷化合物的变化。根据Ｐｉ的化学位移对Ｍｏｌｔ＿４细胞内ｐＨ进行了监测。３１Ｐ核磁共振能一次同时监测细胞内多种含磷代谢物，是一种无损伤研究细胞代谢的有效方法。