尿素中添加聚天門冬氨酸鹽測定影響因素及解決方案

王維月

呼倫貝爾金新化工有限公司

尿素中添加聚天門冬氨酸鹽測定影響因素及解決方案

王維月

呼倫貝爾金新化工有限公司

尿素中添加聚天門冬氨酸鹽，采用吸光比濁法和等離子體發(fā)射光譜法分析，影響因素較多，分析結(jié)果準確度差。本文通過大量實驗，針對各種影響分析結(jié)果因素進行了分析，提出了有效的解決方案，改進后通過標準添加的方法，進行回收率測定后穩(wěn)定性好，精密度和準確度高，可操作性強。為尿素新產(chǎn)品的檢測提供了有力的保障。

尿素；聚天門冬氨酸鹽；吸光比濁法；金屬離子測定；影響因素

1 引言

近幾年來，尿素作為傳統(tǒng)肥料在我國產(chǎn)能已經(jīng)明顯供大于求，并且產(chǎn)品產(chǎn)能過剩情況仍在繼續(xù)發(fā)展，為調(diào)整企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高市場競爭力，我公司陸續(xù)推出多肽尿素、聚肽螯合鋅尿素、聚肽錳鋅鈣尿素等新型尿素。新型尿素生產(chǎn)工藝相對較簡單，在傳統(tǒng)尿素生產(chǎn)基礎(chǔ)上添加增效劑聚天門冬氨酸鹽，可有效地促進植物對營養(yǎng)元素的吸收，同時少量施肥即可達到效果，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高肥料競爭力，對聚天門冬氨酸鹽的檢測尤為重要。由于此類肥料沒有國家以及行業(yè)標準，所以我們引進的河北省地方標準《農(nóng)業(yè)用聚天冬氨酸（鹽）》，但是分析方法受到操作條件、分析設(shè)備和添加染料的影響，結(jié)果偏差較大，去除分析干擾因素，準確檢測聚天門冬氨酸鹽含量才是確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提。

2 聚天門冬氨酸鹽測影響因素分析

2.1 吸光比濁法測定聚天門冬氨酸根的影響

2.1.1 實驗原理

在pH=8～10時，十二烷基二甲基芐基氯化銨與聚羧酸類電解質(zhì)產(chǎn)生沉淀，用吸光比濁法來測定樣品中微量的聚天門冬氨酸根含量。

2.1.2 工作曲線的繪制

準確吸取聚天冬氨酸標準溶液0mL，1mL，2mL，3mL，4mL，5mL，6mL于50mL容量瓶中，然后分別加入0.5mL 0.01mol/L EDTA溶液，14 mL 3%檸檬酸三鈉溶液，10mL 0.45%十二烷基二甲基芐基化銨溶液用水稀釋至刻度搖勻，此系列溶液中有效含量分別為0， 1.6，3.2，4.8，6.4，8.0，9.6mg/L，置于30℃恒溫水浴中30min。在420nm處用1cm吸收池，以試劑空白為參比，測定其吸光度。以吸光度為縱坐標，聚天門冬氨酸根濃度(單位：mg/L)為橫坐標繪制工作曲線。

按照上述方法，進行曲線制作，不僅線性不好，而且，在低含量區(qū)域取樣量在3mL以下，吸光度不穩(wěn)定。為此我們將曲線進行改進，標準樣品取樣體積改為準確吸取標準溶液0 mL,3mL,4 mL,5 mL,6 mL,8 mL,10mL,12mL，為了便于計算，將此系列溶液中有效含量改為以聚天門冬氨酸根質(zhì)量0，0.16,0.22,0.28,0.34,0.44,0.55,0.66 mg，以吸光度為橫坐標，聚天冬氨酸根(單位：mg)為縱坐標繪制工作曲線，這樣不僅規(guī)避了低含量測定的不穩(wěn)定，提高了曲線的線性，同時也便于計算尿素中添加的聚天門冬氨鹽含量（單位mg/kg），具體曲線見圖1

圖1 聚天門冬氨酸根工作曲線

通過圖1可知，曲線相關(guān)系數(shù)R=0.9992，系數(shù)符合大于0.999的要求。需要注意的是，分析過程中也需將樣品稱吸光度控制在0.2～0.5范圍內(nèi)結(jié)果準確度高。

2.1.3 恒溫水浴振蕩器和分析人員操作影響

為了使反應(yīng)充分，分析過程中使用了恒溫水浴振蕩器，我們以尿素中標準添加0.45mg/kg聚天門冬氨酸添加量為樣品進行比對，如表1所示：

表1 不同轉(zhuǎn)速下實際測值變化情況

試驗表明：75轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下分析結(jié)果更接近真實值，振蕩頻率越小，樣品混合不充分，反應(yīng)不完全，結(jié)果偏低，振蕩頻率越大，懸浮顆粒被分散，散射能力減弱，吸光度偏低 。所以選擇合適的振蕩轉(zhuǎn)速是很有必要的。

用上同一組標準添加樣品，我們對分析人員測試吸光度過程中對樣品進行搖動混勻，進行了吸光度比對，如表2所示

表2 不同搖動劇烈程度吸光度變化

試驗表明：當(dāng)同一樣品在測試吸光度時，緩慢混勻結(jié)果更接近標準值，搖動的劇烈程度結(jié)果有明顯差異。當(dāng)分析人員用力搖動后，反應(yīng)生成的懸浮顆粒被分散，懸浮質(zhì)點的大小和均勻性受到影響，使得分析結(jié)果偏低。

為規(guī)范分析操作，減小分析誤差，操作過程中應(yīng)緩慢搖勻，而恒溫水浴振蕩器在選擇好適合自己分析所用幅度后，樣品分析應(yīng)與標準曲線一致。

2.2 尿素中添加染料顏色干擾

目前，我公司生產(chǎn)的新型尿素添加染料有檸檬黃、酞青藍和水性深藍三種染料，按顏色分類可分為黃色和藍色，根據(jù)檸檬黃的全波長掃描可知，黃色的最大吸收波長在426nm處，這與聚天門冬氨酸測定波長420nm很接近，顏色干擾尤為突出，而藍色最大吸收波長在650nm-700nm之間，顏色干擾較小，我們根據(jù)尿素GB 2440中規(guī)定縮二脲吸光度測定顏色干擾排除方法，具體如下式：

Y=X-Z

Y：樣品真實吸光度

X：添加染料樣品的吸光度

Z：空白試樣的吸光度

根據(jù)上述公式，代入工作曲線進而得出尿素中聚天門冬氨酸的含量，為了驗證結(jié)果的準確性，我們進行了加標回收實驗，如表3所示：

表3 加標實測回收率數(shù)據(jù)記錄

加標回收率在95%～105%之間，符合實驗要求，需要注意的是空白試樣吸光度為不添加顯色劑樣品測定的吸光度值，其質(zhì)量應(yīng)與添加染料樣品一致，即Mx=Mz(M為質(zhì)量)。

2.3 鈣、鋅、錳離子測定干擾排除

金屬離子測定引用標準NY/T 1974-2010《水溶肥料銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬含量的測定》和NY/T 1117-2010《水溶肥料鈣、鎂、硫、氯含量的測定》，根據(jù)現(xiàn)有條件采用等離子體發(fā)射光譜法（簡稱ICP法）。（見圖2）

通過工作曲線，可以看出線性較好。然而在具體尿素分析過程中，我們發(fā)現(xiàn)鋅離子有被干擾現(xiàn)象。（見表4）

上述實驗：相關(guān)系數(shù)已經(jīng)達到了0.999993，符合大于0.999的要求，但是鋅離子存在正干擾現(xiàn)象，導(dǎo)致其測量結(jié)果偏高，且無規(guī)律性。

圖2 ICP法鋅離子工作曲線

為了解決這個問題，經(jīng)過具體分析發(fā)現(xiàn)，尿素中添加聚天門冬氨酸鈣鋅錳后，鋅離子在個別發(fā)射譜線測試時受到了干擾，根據(jù)現(xiàn)狀，我們進行了鋅離子的全光譜掃描，進而測定鋅離子含量。鋅離子的現(xiàn)有發(fā)射譜線共有7條，經(jīng)過曲線繪制后發(fā)現(xiàn)只有206.200nm、 334.501nm、330.258nm

斜率符合大于0.999的要求，采用這3條曲線進行鋅離子尿素加標回收測定，而波長為206.200nm發(fā)射譜線在原始測試時就存在干擾，不建議使用，具體數(shù)據(jù)見表5

通過表5，可以得出所選的2條譜線符合引用標準中規(guī)定，平行測定結(jié)果相對相差小于10%，即都可以使用，同時測定鈣和錳的結(jié)果未見干擾現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

綜上所述，影響尿素中添加聚天門冬氨酸鹽測定影響因素很多，本文僅就分析測定過程中的因素進行了一些探討，提出了一些簡單、可行而有效的建議。

[1] DB13/2172-2015 農(nóng)業(yè)用聚天冬氨酸（鹽）

[2] NY/T 1974-2010水溶肥料銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬含量的測定．

[3] NY/T 1117-2010水溶肥料鈣、鎂、硫、氯含量的測定.

[4] 周西林,李啟華.胡德聲 實用等離子體發(fā)射光譜分析技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2012.5.

[5] GB 2440 尿素

表4 ICP法分析標準添加尿素分析實驗記錄

表5 鋅離子發(fā)射譜線數(shù)據(jù)記錄