⑴ 鹰潭商用反渗透设备咨询
当把相同体积的稀溶液和浓液分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,鹰潭商用反渗透设备咨询,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。起源早使用于美国太空人将尿液回收为纯水使用。医学界还以反渗透法的技术用来洗肾(血液透析)。反渗透膜可以将重金属、农药、细菌、、杂质等彻底分离。整个工作原理均采用物理法,不添加任何杀菌剂和化学物质,所以不会发生化学变相。并且反渗透膜并不分离溶解氧,所以通过此法生产得出的纯水是活水,喝起来清甜可口。反渗透,英文为ReverseOsmosis,它所描绘的是一个自然界中水分自然渗透过程的反向过程。早在1950年美国科学家,隔了几秒后吐出一小口的海水。他由此而产生疑问:陆地上由肺呼吸的动物是无法饮用高盐份的海水,那为什么海鸥就可以饮用海水呢?这位科学家把海鸥带回了实验室,经过解剖发现在海鸥嗉囊位置有一层薄膜,鹰潭商用反渗透设备咨询,鹰潭商用反渗透设备咨询,该薄膜构造非常精密。海鸥正是利用了这薄膜把海水过滤为可饮用的淡水。南昌名常贵环保设备有限公司以客户为中心、以效益为目标。鹰潭商用反渗透设备咨询
目前在水处理行业,反渗透技术为常见,应用范围极为广范。反渗透设备深受企业的欢迎,在设备的应用过程中避免不掉的会出现问题,正确的操作流程可以延长设备的使用寿命。具体的操作流程可以从以下方面入手。1、净水设备开机前,操作人员首先要熟悉反渗透主机电控面板上各仪表名称及作用,仪表在面板上的安装位置及电路图。净水设备若是开机,则应打开活性碳过滤器出水管上的排污阀,用肉眼观察排水口,确定水中无碳末水质干净后,关闭排污阀。然后打开微孔膜精滤器下部排水阀,待水质干净后,关闭排水阀。2、检查净水预处理设备及反渗透主机各部件是否正常,调整各阀门开关状态,保证运行时水路畅通。3、常开加压水泵进水阀,稍开水泵旁通管回流阀,开度要适中。4、关闭砂滤器旁通管上控制阀,打开砂滤器进水阀及出水阀。同时关闭碳滤器旁通管上控制阀,打开碳滤器进水阀及出水阀。5、常开反渗透设备主机浓水调节阀,将高压泵泵后节流阀调整到适中状态。6、打开精滤器顶部排气水阀,待设备水压稳定后,再关闭排气水阀。7、将低压配电装置内部四个三相空气开关及一个单相空气开关,全部合上送电。8、将砂滤、碳滤及全自动软水器的电源插头分别插在220伏插座上,使电源接通。辽宁医用反渗透设备哪家好南昌名常贵环保设备有限公司专注从事,服务于民。
反渗透膜表面在运行中由于给水带入的物质的污染面产生污垢,例如金属氧化物的水合物、钙的沉淀物,有机物和微生物。这些物质在适当的操作条件下可借助于化学药剂的清洗和有效地除去,称为反渗透膜的清洗。反渗透系统污垢产生的因素预处理方式不当;预处理运行不正常;给水系统(管道、泵、阀门等)材料选择不当;加化学药品的系统(计量泵等)不正常;停机后冲洗不当;操作控制(如回收率、产品水水通量、给水流速等)不当;长期运行中积累的钙、硅等沉淀物;反渗透给水的水源改变;给水水源的生物污染。反渗透系统污垢的判别反渗透复合膜的清洗,由于其对PH值和温度的高稳定性,只要选择清洗工艺得当,就可以达到较好的清洗效果。如果未及时清洗,拖延太久,就很难彻底清洗千净。有效的清洗是依据污垢的性质选择清洗化学药品。错误选择药品将使污垢恶化,因而清洗前可根据下述几个方面弄清污垢种类:反渗透装置和系统的配置和组合;给水水化学分析成分;以前清洗的检查结果;SDI测定的过滤膜上的污物分析;5μm过滤器滤芯上沉积物的分析;检查给水管道内表面打开压力容器端部观察在膜元件的进水端污垢的外状(如红棕色则可能是铁污垢,生物污垢或有机物通常为黏性胶状物)。
厂矿企业中、低压锅炉给水所需软化水、除盐纯水;3、制取医药工业所需的医用大输液、注射剂、药剂、生化制品纯水、医用无菌水及人工肾透析用纯水等;4、制取饮料(含酒类)行业的饮用纯净水、蒸馏水、矿泉水,酒类酿造水和勾兑用纯水;5、海水、苦咸水制取生活用水及饮用水;6、制取电镀工艺用去离子水;电池(蓄电池)生产工艺的纯水;汽车、家用电器、建材产品表面涂装、清洗沌水;镀膜玻璃用纯水;纺织印染工艺所需的除硬除盐水;7、石油化工业如化工反应冷却水;化学药剂、化肥及精细化工、化妆品制造过程用工艺纯?水;8、宾馆、楼宇、社区机场房产物业的质量供水网络系统及游泳池水质净化;9、线路板、电镀、电子工业废水处理及回用;10、生活、医院、制革、印染、造纸工业废水及垃圾渗沥液的处理;反渗透纯水系统,反渗透设备,反渗透纯水设备原水箱:选配,克服管网供水的不稳定性,保证整个系统的供水稳定连续;同时也给各设备长期性能可靠提供了保障。如管网供水稳定,则可省去。增压泵:增压用于保证反渗透设备进水水量、进水压力稳定。锰砂过滤器:将铁锰含量过高的水利用在锰砂的作用下将溶解状态的二价铁或二价锰分别氧化成不溶解的三价铁或四价锰的化合物。南昌名常贵环保设备有限公司效益来源于服务社会的回报。
我们都知道反渗透纯水设备是反渗透技术是膜分离技术,与前置预处理系统配套使用;利用高压泵的加压,反渗透膜的截留,可有效去除水中固体溶解物、有机物、胶体、微生物以及细菌等杂质。把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。反渗透主机主要由增压泵,膜壳,反渗透膜,控制电路等组成,是整个水处理系统中的部分,产水水质的好坏主要也取决该部分。只要膜的型号及增压泵的型号选取得当,反渗透主机对水中盐分的过滤能力都能达到99%以上,出水电导率可保证在10us/cm(25度)以内。反渗透纯水设备特点主要以下几种:1、无需大量化学药剂处理、无化学废液排放、无环境污染;2、自动换程序高,遇故障自动停机,具有自动化保护功能;3、可连续运答行制水。南昌名常贵环保设备有限公司敬业体现忠诚,勤奋源自尽责。青海制药反渗透设备厂家
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在扫描电镜下无法看到表面任何“过滤”小孔。在高于原水渗透压的操作压力下,水分子可反渗透通过RO半透膜,产出纯水,而原水中的大量无机离子、有机物、胶体、微生物、热原等被RO膜截留。通常当原水电导率<200μS/cm时,一级RO纯水电导率≤5μs/cm,符合实验室三级用水标准。对于原水电导率高的地区,为节省后续混床离子交换树脂更换成本,提高纯水水质,客户可考虑选择二级反渗透纯化系统,二级RO纯水电导率约1~5μS/cm,与原水水质有关。反渗透的原理作用:把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。反渗透一般自来水或地下水经一级反渗透水处理设备处理后,产水电导率<10μS/cm,经二级反渗透水处理设备后产水电导率<5μS/cm甚至更低。鹰潭商用反渗透设备咨询
南昌名常贵环保设备有限公司位于 江西省南昌市新建区西山镇泉珠村霞溪自然村,拥有一支专业的技术团队。致力于创造高品质的产品与服务,以诚信、敬业、进取为宗旨,以建南昌名常贵环保设备产品为目标,努力打造成为同行业中具有影响力的企业。公司以用心服务为重点价值,希望通过我们的专业水平和不懈努力,将环保设备,五金产品,包装专用设备,化工产品,环保工程,水净化设备,垃圾水解处理设备,EdI装置,水净化装置,反渗透装置,中水回用装置,净水过滤机械,水净化机械,污水处理设备,污水净化机械,精滤装置等。等业务进行到底。自公司成立以来,一直秉承“以质量求生存,以信誉求发展”的经营理念,始终坚持以客户的需求和满意为重点,为客户提供良好的水净化设备,水过滤机械,水净化装置,反渗透装置,从而使公司不断发展壮大。
⑵ 锂同位素测量
热电离质谱法测量锂同位素
自然界锂有两种稳定同位素6Li和7Li,原子质量分别为6.0151223(5)u和7.0160041(5)u,其丰度分别为0.07591(2)和0.92409(20)(Coplenetal.,2002)。IAEA推荐的锂同位素标准参考物质是NBSL-SVECLi2CO3,其绝对6Li/7Li=0.0832±0.0002(Fleschetal.,1973)。另外还有两个标准物质是富6Li的IRMM-015和天然丰度的IRMM-016,后者的绝对6Li/7Li=0.08212±0.00028(Qietal.,1997)。根据IUPAC的推荐,试样的锂同位素组成要采用δ7Li表示(Coplen,1996)。
目前测定锂同位素的方法主要有历史悠久的热电离质谱法(TIMS)(Sahoo,Masuda,1995)和近期发展起来的多接收等离子体质谱法(MC-ICPMS)(Magnaetal.,2004)。
方法提要
采用碱熔、酸溶或水溶的方法将待测试样中的Li制备成含Li溶液,采用离子交换方法进行Li的分离并转型为Li2B7O4或Li3PO3形式,采用双带热电离的方法获得Li+离子进行锂同位素组成的TIMS测定。
仪器装置
热电离同位素质谱计(VG354,MAT262,IsoProbeT,Triton)。
原子吸收光谱仪。
真空烧带装置。
超净化实验室。
石英亚佛蒸馏器。
超净化干燥蒸发箱。
电子分析天平。
试剂与材料
硼酸优级纯。
氢氧化钠优级纯。
氯化钠优级纯。
磷酸。
低本底亚沸蒸馏盐酸。
无水甲醇优级纯。
低Li亚沸蒸馏水。
1.2mol/LHCl-(4+1)甲醇淋洗溶液由上述试剂配制。
NBS951硼同位素标准溶液ρ(B)=1mg/mL。
各类四氟乙烯器皿烧杯、洗瓶等。
NBSL-SVECLi2CO3锂同位素标准物质。
Ta金属箔和Re金属箔规格:长7.5mm,宽0.76mm,厚0.02mm。
上海正一号阳离子交换树脂(80~100目)。
石英离子交换柱=0.5cm。
离子交换柱的制备将浸泡过夜的上海正一号阳离子交换树脂(80~100目)装入直径为0.5cm的石英离子交换柱中,树脂床高度为10cm,继以200mL4mol/LHCl淋洗,再用高纯水洗至中性,并采用1.2mol/LHCl-(4+1)甲醇淋洗溶液将交换柱中的水排出,最后将树脂倒出,用1.2mol/LHCl-(4+1)甲醇溶液重新装柱备用。
分析步骤
(1)试样制备
a.盐类试样的溶解及水溶液试样的预处理。称取约0.1g盐类试样,用低锂亚沸蒸馏水溶解,过滤除去不溶部分,制备成含Li的溶液备用。水溶液试样过滤除去不溶物后,在低温下蒸发至约3mL备用。
b.离子交换纯化。在准备就绪的试样溶液中加入2.5gNaCl和15mL1.2mol/LHCl-(4+1)甲醇淋洗溶液,以0.2mL/min的流速过柱进行交换,盛样容器中残留的NaCl晶体用少量淋洗溶液转移,剩下的少量NaCl晶体用0.2mL水溶解后再加入2mL淋洗液,混合后倒入柱中,重复一次以上操作。最后用淋洗溶液以0.5mL/min的流速淋洗,根据淋洗曲线收集含Li的淋洗液部分。在超净箱中于60℃蒸发至干,加少量水溶解,再蒸干,重复2次。将生成的溶液通过OH-型阴离子交换柱,将Li转化成LiOH形式备用。
当采用Li3PO4作涂样物质时,将交换分离后的试样溶液蒸干后加入0.3mL0.017mol/LH3PO4,然后在电热板上于90℃蒸发数小时备用。
(2)锂含量和特殊组成测定
a.锂含量的检测。试液中锂的浓度可采用原子吸收光谱法测量,以确定锂同位素质谱测定时的取样量。
b.钽、铼带的加热去气处理。为了降低钽和铼带中的Li及其他杂质的含量,钽和铼带通常要进行加热处理,过程如下:将点焊在灯丝架上的钽和铼带在专用的真空系统中进行电加热处理,加热电流Ta带为3.0A,Re带4.5A,加热时间为1.0h,系统的真空度应优于1×10-3Pa。
c.锂同位素测定。锂同位素分析在热电离同位素质谱计(VG354,MAT261,MAT262,IsoProbeT,TritonT)上进行。
采用Li2B4O7作涂样物质(Xiao,1989):采用去过气的双带或三带,样品带为Ta带,电离带为Re带。涂样时在样品带上涂3μL浓度为1mg/mL的NBS951硼标准溶液(也可采用其他超纯的H3BO3化学试剂),蒸发至近干,再加入0.5~1.0μgLi的试液溶液,通以1.2A电流,加热2min使试液蒸干。装入质谱计,当离子源真空优于3×10-5Pa时开始进行测量。快速升高电离带电离至2.00A,然后以0.2A/min继续升高直到电离带温度为1500℃,温度采用光学温度计测量。然后缓慢升高样品带电流至7Li+离子流达到5×10-12A。对7Li+离子流进行仪器聚焦,当7Li+离子流达到2×10-11A时开始数据采集,采用峰跳扫方式测量7Li+和6Li+离子流强度,基线零点为u/e6.5。
采用Li3PO4作涂样物质(Moriguti,1998):采用去过气的双带或三带,样品带和电离带均为Re带。涂样时在样品带上涂添加有H3PO4的含Li的试样溶液,先在1.0A下加热,随后缓慢升高电流至1.7A,并避免试液沸腾,维持带电流直至磷酸冒烟消失。装入质谱计,当离子源真空优于3×10-5Pa时开始进行测量。首先升高电离带电流至电离带温度为1150℃,样品带电流升至0.3A,维持10min后快速将两加热电流降至0,冷却10min后再重新升高电离带电流至1.05~1.10A,此时温度为850℃,升高样品带电流至0.60A,此时将出现7Li+,随后缓慢升高至7Li+离子流达到(1.05~1.25)×10-11A时开始数据采集。采用峰跳扫方式测量7Li+和6Li+离子流强度,基线零点为u/e6.5。
若采用IsoProbeT或FinniganTriton进行测量,可采用双接收同时进行7Li+和6Li+离子流强度的测量。
试液的锂同位素组成用相对于NBSL-SVECLi2CO3锂同位素标准δ7Li表示:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
图87.26表明在不同的电离带温度下以Li2B4O7作涂样物质时,7Li/6Li比值随测量时间的变化。结果表明,当电离带温度低于1200℃时,测定的7Li/6Li比值偏低,且有随时间而升高的趋势。
图87.26 以Li2B4O7作涂样物质时不同电离温度时7Li/6Li比值随时间的变化
按照以上方法对NBSL-SVECLi2CO3锂同位素标准进行重复涂样测定的7Li/6Li比值列于表87.25。
表87.25 对NBSL-SVECLi2CO3锂同位素标准7Li/6Li比值测定的重复性
采用正热电离质谱法测得的NBSL-SVECLi2CO3锂同位素比值
正热电离质谱法在Li同位素地球化学、环境等研究领域获得广泛应用。表87.26总结了世界各实验室采用正热电离质谱法测得的NBSL-SVECLi2CO3锂同位素比值和精度。
表87.26 各实验室采用热电离质谱法测定的NBSL-SVECLi2CO3Li同位素比值
讨论
锂同位素热电离质谱法测定有一个由单带到双带的发展过程。在多带法中由于Li以分子形式蒸发,降低了Li在蒸发过程中的同位素分馏而使测定精度得以提高,最常用的涂样物质有LiNO3、LiCl、LiI、Li2SO4、Li3PO4和Li2B4O7,被检测的离子有Li+、LiF+和Li2BO2+。近些年来,以Li3PO4作涂样形式测定Li+的方法得到更普遍的应用。Xiao(1989)等对采用Li2B4O7作涂样物质测定Li+的热电离质谱法高精度测定锂同位素进行系统研究,发现电离带温度对控制测定中的锂同位素分馏起着决定性作用。在多种涂样物质中,发现Li2B4O7是最好的,能获得最稳定的7Li/6Li比值测定。但是后来有研究表明,Li3PO4作涂样物质具有更多的优越性(Moriguti,1998)。
1)电离温度的影响。由于Li的两种稳定同位素6Li和7Li非常大的相对质量差,在热电离质谱法测定中会产生严重的同位素分馏,使得锂同位素的精密测定十分困难。电离温度是影响Li同位素分馏的重要因素,图87.27表明采用不同涂样物质时,7Li/6Li比值随电离温度的变化;在低温时,测定的7Li/6Li比值严重偏低,随电离温度的升高,测定的7Li/6Li比值逐渐升高,到1200℃时7Li/6Li比值才趋于平稳。这表明在低温时,Li同位素的分馏更为显著,因此在进行Li同位素热电离法测定时,电离温度应在1400℃以上。
2)不同形式涂样物质的比较。采用大分子量的涂样物质能降低Li化合物蒸发过程中的同位素分馏,因此Li同位素测定中采用的涂样物质有一个由低相对分子质量到高相对分子质量的发展过程,所采用涂样物质有LiOH、LiCl、LiNO3、LiF、LiI、Li2B4O7和Li3PO4等。除了这一因素外,涂样物质的腐蚀性和记忆效应以及能否产生稳定的Li+离子流应进行综合考虑。表87.27表明,LiCl和Li2B4O7可能是比较理想的涂样物质,7Li/6Li测定精度可达0.14%以上,而且记忆效应较弱。近些年来,很多实验室采用Li3PO4作涂样物质,也得到比较理想的测定结果。图87.27也表明采用Li3PO4涂样时,记忆Li量与Li2B4O7涂样时相似,测量条件控制得好,可望获得更高的测定精度,不妨采用之。LiF可能是最不合适作为锂同位素测定时的涂样物质,采用LiF作涂样物质,测定精度最低,而记忆效应最强。
图87.27 采用不同涂样物质时7Li/6Li比值随电离温度的变化
表87.27 采用不同锂化合物涂样时对NBSL-SVECLi2CO3锂测定的锂同位素比值和记忆量
参考文献
肖应凯,白玉珍,王蕴慧 .1983.大量钠和镁中微量锂的离子交换分离 [J].理化检验,化学分册,19(6) : 41-43
肖应凯,祁海平,王蕴慧,等 .1988.质谱测定锂同位素组成的分馏效应研究 [J].科学通报,33(17) : 1336-1338
肖应凯,祁海平,王蕴慧,等 .1991.热电离质谱法测定锂同位素中各种涂样形式的比较 [J].科学通报,36 (18) : 1386 -1388
Chan L H,Edmond J M, Thompson G, Gillis K.1992.Lithium isotopic composition of submarine basalts: implications for the lithium cycle in the oceans.Earth Planet Sci.Lett.,108: 151-160
Chan L H.1987.Lithium isotope analysis by thermal ionization mass spectrometry of lithium tetraborate.59: 2662-2665
Coplen T B,Blke J K,Bièvre P De,Ding T,Holden N E,Hopple J A,Krouse H R,Lamberty A,Peiser H S,Révész K,Rieder S E,Rosman K J R,Roth E,Taylor P D P,Vocke J R R D,and Xiao Y K.2002.Isotope-aboundance variations of selected elements.Pure Appl.Chem.,74 (10) : 1987-2017
Coplen T B.1996.Atomic weights of the elements.1995.Pure Appl.Chem,68: 2339-2359
Flesch G D, Anderson, Jr A R and Svec H J.1973.A secondary isotopic atandard for6Li /7Li determinations.Int.J.Mass Spectrom Ion Phys.,265-272.
Green L W, Leppinen J J, Elliot N L.1988.Isotopic analysis of lithium as thermal dilithium fluoride ions.Anal.Chim.Acta,60: 34-37
Huh Y,Chan L H,Zhang L,et al.1998.Lithium and its isotopes in major world revers: implications for weathering and the oceanic budget,geochim.Cosmochim.Acta,62: 2039-2051
Lamberty A,Michiels E,Bievre P D.1987.On the atomic weight of lithium.Int.J.Mass Spectrom Ion Proc.,79: 311-313
Magna T,Wiechert U H,Halliday A N.2004.Low-blank isotope ratio measurement of small samples of lithium using multiple-collector ICPMS.Int.J.Mass Spectrom.,239: 67-76
Moriguti T,Nakamura E.1993.Precise lithium isotopic analysis by thermal ionization mass spectrometry using lithium phosphate as an ion source meterial.Proc.Jpn.Acad.Sci.,69: 123-128
Moriguti T,Nakamura E.1998.High-yield lithium separation and the precise isotopic analysis for natural rock and aqueous samples.Chem.Geol.,145: 91-104
Qi H P,Taylor P D P,Berglund M,Bievre P De.1997.Calibrated measurements of the isotopic composition and atomic weight of the natural Li isotopic reference material IRMM-016.Int.J.Mass Spectrom.Ion Proc,171:263-268
Sahoo S K, Masuda A.1995.High precision isotopic measurement of lithium by thermal ionization mass spectrometry.Int.J.Mass Spectrom.Ion Proc.,151: 189-196
Xiao Y K,Beary E S.1989.High-precision isotopic measurement of lithium by thermal ionization mass spetrometry[J].Int.J.Mass Spectrom Ion Processes,94: 101-114.
You C F,Chan L H.1996.Precise determination of lithium isotopic composition in low concentration natural samples [J].Geochim Cosmochim Acta,60: 909-915
本节编写人: 肖应凯 (中国科学院青海盐湖研究所) 。
⑶ 氯同位素测量
氯同位素正热电离(Cs2Cl+)质谱法测量
自然界氯有两种稳定同位素35Cl和37Cl,标准平均海洋氯(SMOC)的35Cl和37Cl的丰度分别为0.75779(46)和0.24221(46)(Coplenetal.,2002)。氯同位素标准参考物质有NISTSRM975NaCl,绝对35Cl/37Cl=3.1272(+0.0079/-0.0082)(Shieldsetal.,1962)。由于NISTSRM975NaCl已耗尽,现已用NISTSRM975aNaCl代替,其35Cl和37Cl的丰度分别为0.75774(28)和0.24226(28),绝对35Cl/37Cl=3.1279±0.0047(NIST,2001)。Xiaoetal.(2002)从太平洋海水中制备了名为ISL354NaCl氯同位素标准物质,相对于NISTSRM975NaCl的δ37Cl为(-0.39‰±0.05‰),相对于SMOC的δ37Cl为(+0.05‰±0.02‰)。目前世界上普遍采用标准平均海洋氯(SMOC)作为稳定氯同位素标准。
稳定氯同位素测定主要有CH3Cl的电子轰击电离和热电离两种方法。基于CH3Cl+的气体质谱法是Owen在1955年创立的,Kaufmann等(1984)和Long等(1993)相继对CH3Cl+法进行了改进,将分析精度提高到0.09‰,成为当时氯同位素组成测定精度最高的方法。早期基于Cl-离子的负热电离曾用来进行绝对氯原子量的测定(Shieldsetal.,1962),Vengosh等(1989)还采用Cl-负离子直接测定了天然样品中氯同位素组成,但是测量精度较低。
Xiao(1992,1995)等采用CsCl作为工作物质,利用石墨的非还原热离子发射特性,在世界上首次获得了强而稳定的Cs2Cl+离子流,建立了稳定氯同位素的高精度正热电离质谱(PTIMS)测定方法,在氯同位素测定上实现了历史性突破,这一方法现在世界上获得了广泛应用(Volpe,etal.,1994,1998;Magenheim,etal.,1994,1995;Ransom,etal.,1995;Banks,etal.,2000;Rosenbaum,etal.,2000;Numata,etal.,2001,2002)。
方法提要
采用水溶的方法将盐类矿物的Cl提取出来,制备成含Cl溶液,或液态样品采用离子交换方法进行Cl的分离并转型为CsCl,制成含CsCl的溶液,在石墨存在下采用热电离的方法获得Cs2Cl+离子进行氯同位素组成的测定。
仪器装置
热电离同位素质谱计(VG354、MAT262、IsoProbeT、Triton)。
真空烧带装置。
超净化实验室。
石英亚佛蒸馏器。
超净化干燥蒸发箱。
试剂材料
硝酸铯(Cs2NO3)。
进口光谱纯石墨。
硝酸钡Ba(NO3)2。
碳酸钡(BaCO3)。
低氯亚沸蒸馏水。
无水乙醇。
(4+1)乙醇-石墨悬浮液由低氯水、无水乙醇和光谱纯石墨配制。
ISL354NaCl氯同位素标准物质富37Cl稀释剂。
Ta金属箔规格:长7.5mm,宽0.76mm,厚0.02mm。
四氟乙烯器皿烧杯、洗瓶等。
Dowex50W×8阳离子交换树脂。
聚乙烯离子交换柱。
离子交换柱的制备
Ba-型离子交换柱将约0.5mLDowex50W×8阳离子交换树脂装入0.2cm直径的聚乙烯管中,树脂高度为1.0cm。树脂顺序用5mL2mol/LHNO3、10mL高纯水再生,再加入5mLBa(NO3)2饱和溶液,用10mL高纯水洗涤。
Cs-型离子交换柱将约0.5mLDowex50W×8阳离子交换树脂装入0.2cm直径的聚乙烯管中,树脂高度为1.0cm。交换树脂顺序用5mL2mol/LHNO3、10mL高纯水再生。再加入5mLCsNO3饱和溶液,用10mL高纯水洗涤。
以上两种离子交换树脂可采用大口径离子交换柱进行批量处理。
分析步骤
(1)试样制备
a.盐类试样的溶解及水样的预处理。称取约0.1g盐类试样,采用低氯亚沸蒸馏水溶解,过滤除去不溶部分,制备成Cl浓度为5~10mg/mL的溶液备用。水样过滤除去不溶物后,低氯含量水样需在超净蒸发箱中于60℃蒸发浓缩至Cl浓度约为5~10mg/mL备用。
b.离子交换纯化。将处理的试液(中性)首先通过再生好的Ba-型离子交换柱,流速控制在0.2mL/min以内,以除去溶液中的SO42-。检查流出液中应无SO42-存在,此流出液应呈强酸性。若试液中无SO42-离子存在,可免除此步操作。
将以上除去SO42-的试液再通过再生好的Cs-型离子交换柱,流速控制在0.2mL/min以内,以将试液中的Cl-离子转化成CsCl供质谱测定。检查流出液应为中性。
c.沉淀反应纯化。当试样中SO42-含量很高时,采用以上离子交换的方法不能有效地除去SO42-,可考虑采用沉淀反应法。将处理的试液(中性)首先通过再生好的H-型离子交换柱,获得强酸性的流出液。再将优级纯(或更高纯度)BaCO3粉末缓慢分次加入到流出液中,被酸性流出液分解的BaCO3与SO42-反应生成BaSO4沉淀以达到除去SO42-的目的(Xiao,etal.,2007)。
将除去SO42-的试液再通过再生好的Cs-型离子交换柱,流速控制在0.2mL/min以内,以将其中的Cl-转化成CsCl供质谱测定。检查流出液应为中性。
(2)测定
a.氯含量的检测。溶液中氯的浓度可采用容量法或其他方法测定,以确定氯同位素质谱测定时的取样量。
b.钽带的加热去气处理。为了降低钽带中的氯及其他杂质的含量,钽带通常要进行加热处理,其过程如下:将点焊在灯丝架上的钽带在专用的真空系统中进行电加热处理,加热电流为3.0A,加热时间为1.0h,系统的真空度应优于1×10-3Pa。
c.氯同位素测定。采用平坦并经去气的钽带(7.5mm×0.76mm×0.025mm),先涂覆2.5μL(约100μg石墨)的石墨-乙醇-水悬浮液,蒸至近干;再加入试样溶液,当石墨悬浮液和氯溶液集中在带中心时能获得最好结果;然后通以1.2A电流,烘干5min。
将涂好的灯丝装入质谱计离子源中,对仪器的离子源抽真空,当真空达到3×10-5Pa时,开始进行测量。将带加热电流快速升至0.5A,然后以0.05A/min速率增加电流,在带电流增加到1.1~1.2A时,寻找Cs2Cl+离子流量,并对仪器进行各聚焦参数的调节;当Cs2Cl+离子流信号为3~5×10-12A,此时带电流一般为1.20~1.30A,由此电流产生的带温度太低,不能用光学高温计准确测量。
在u/e301和303质量峰间采集数据,在u/e300.5处测定基线零点。测定时采用单峰跳扫的方法分别测量质量数为301(133Cs235Cl+)和303(133Cs237BCl+)的离子流强度I301和I303,直接得到37Cl/35Cl=I303/I301。
试样的氯同位素组成用相对于ISL354NaCl氯同位素标准或标准平均海洋氯(SMOC)的δ37Cl表示:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
图87.28 为典型的单次测定中Cs2Cl+信号强度及测定的同位素比值随时间的变化。
图87.28 在石墨存在下Cs2Cl+离子流的发射及测定的37Cl/35Cl值
按照以上方法在3个月期间,29次涂样测定的ISL354NaCl的平均37Cl/35Cl值为0.319025±0.000037(2σm),测定精度为0.012%(图87.29)。
图87.29 在3个月内对ISL354NaCl29次涂样的平均37Cl/35Cl测定值
讨论
1)石墨品种的影响。在采用Cs2Cl+正离子的氯同位素组成的测定中,石墨是关键。若不加石墨将观察不到任何Cs2Cl+正离子,而石墨的品种和质量均对Cs2Cl+正离子的发射及氯同位素比值测定精度和准确度产生重要影响,结果列于表87.28。从发射温度、33Cs+/133Cs2Cl+和测定的37Cl/35Cl值3个重要指标检查,只有最大晶格畸变较小的前4种石墨具有较优良的133Cs2Cl+离子发射特性,并能获得相一致的37Cl/35Cl测定值和高的测定精度。因此选择性能优良的石墨对于高精度氯同位素测定最为重要。
表87.28 采用不同品种石墨涂样时氯同位素的测定
①括号里的数字为涂样次数。
2)NO-3和SO42-对测定的影响。在采用Cs2Cl+正离子的氯同位素组成的测定中,阴离子(SO42-和NO-3)的存在会干扰氯同位素组成的测定,在大部分天然样品的氯同位素组成的测定时,必须事先进行氯的分离与纯化。
将含不同NO-3、SO42-量的ISL354NaCl试样溶液通过H+型和Cs-型树脂分别转化为CsCl+CsNO3溶液和CsCl+Cs2SO4溶液,然后涂样测定。实验中发现,NO-3、SO42-的存在极大地影响氯同位素的测定。随着NO-3、SO42-含量的增加,仪器聚焦状况越来越恶化,这表明离子源对Cs2Cl+离子流的聚集越来越困难;同时,离子发射所需的带电流增加,37Cl/35Cl值越来越偏离标准值,随NO-3和SO42-含量的增加而增加,直至无法完成测量。因此,当存在NO-3、SO42-的干扰时,应采取措施加以去除。
3)试样溶液pH对37Cl/35Cl测定的影响。采用pH1.03~10.48的溶液涂样时,重复测定的37Cl/35Cl值绘于图87.30。结果表明,当采用低和高pH溶液涂样时,测定的37Cl/35Cl值均偏高,涂样溶液合适的pH为2.5~5.5,此时测定的37Cl/35Cl值具有较高的精度和准确度。由HCl和Cs2CO3反应产生的CsCl溶液的pH为3.92,这意味着在pH为3.92时Cs/Cl摩尔比为1。pH2.5和5.5溶液的Cs/Cl摩尔比为0.9551和1.0616。这些结果表明,少许过量的Cl或Cs不影响37Cl/35Cl值的测定,但Cl或Cs过量太多(pH<2.5或>6.0)会产生大的同位素分馏。
4)氯涂样量对37Cl/35Cl值测定的影响。对3个样品ISL354、地下卤水和死海卤水的37Cl/35Cl值进行测定,Cl涂样量的范围为0.5~500μg。在所有3个样品中,没有观察到测定的37Cl/35Cl值在1~500μgCl范围内随氯涂样量而有明显的变化(图87.31)。对样品ISL354、地下卤水和死海卤水3个样品测定的37Cl/35Cl值随氯涂样量变化曲线的斜率分别为5.687×10-7、1.887×10-7和1.689×10-7,平均值为3.088×10-7。每100μgCl涂样量变化引起的37Cl/35Cl测定比值的变化为0.031‰,在测定精度范围内可忽略。正常测定时,氯的涂样量为2~10μg,没有必要对氯的涂样量给予过多限制。
图87.30 采用不同pH溶液涂样时的测定的37Cl/35Cl值
图87.31 37Cl/35Cl测定比值随Cl涂样量的变化
参考文献和参考资料
肖应凯 .2003.石墨的热离子发射特性及其应用 [M].北京: 科学出版社
Banks D A,Green R,Cliff R A,et al.2000.Chlorine isotopes in fluid inclusions: determination of the origins of salinity in magmatic fluids [J].Geochim Cosmochim Acta,64: 1785
Coplen T B,Blke J K,Bièvre P De,et al.2002.Isotope-aboundance variations of selected elements [J].Pure Appl.Chem.,74 (10) : 1987-2017
Kaufmann R,Long A,Bentley H,et al.1984.Natural chlorine isotope variations [J].Nature,309: 338
Long A,Eastoe C J,Kaufmenn R S,et al.1993.High-precision measurement of chlorine stable isotope ratios[J].Geochim Cosmochim Acta,57: 2907
Magenheim A J,Spivack A J,Michael P J,et al.1995.Chlorine stable isotope composition of the oceanic crust: implications for earth's distribution of chlorine [J].Earth Planet Sci.Lett.,131: 427-432
Magenheim A J,Spivack A J,Volpe C,et al.1994.Precise determination of stable chlorine isotopic ratios in low-concentration natural smaples [J].Geochim Cosmochim Acta,58: 3117-3121
National Istitute of Standards & Technology.2001.Standards Reference Material 975a,Certificate of Analysis
Numata M, Nakamura N, Gamo T.2001.Precise measurement of chlorine stable isotopic ratios by thermal ionization mass spectrometry [J].Geochemical J.,35: 89-100
Numata M, Nakamura N, Koshikawa H, et al.2002.Chlorine stable isotope measurements of chlorinated aliphatic hydrocarbons by thermal ionization mass spectrometry [J].Anal.Chim.Acta,455: 1-9
Owen H R, Schaeffer O A.1954.The isotope abundances of chlorine from various sources [J].J.the Am.Chem.Soc.,898-899
Ransom B,Spivack A J,Kastner M.1995.Stable Cl isotopes in subction-zone pore waters: implications for fluid-rock reactions and the cycling of chlorine [J].Geology,23: 715-718
Rosenbaum J M,Cliff R A,Coleman M L.2000.Chlorine stable isotopes: a comparison of al inlet and thermal ionization mass spectrometric measurement [J].Anal.Chem.,72: 2261-2264
Shields W S,Murphy T J,Garner E L,et al.1962.Absolute isotopic abundance ratio and the atomic weight of chlorine [J].J.Am.Chem.Soc.,84: 1519-1522
Vengosh A,Chivas A R,McCulloch M T.1989.Direct determination of boron and chlorine isotopic compositions in geological materials by negative thermal-ionization mass spectrometry [J].Chem.Geol.,79: 333-343
Volpe C,Spivack A J.1994.Stable chlorine isotopic composition of marine aeosol particles in the west Atlantic Ocean [J].Geoph.Reas.Lett.,21: 1161-1164.
Volpe C,Wahlem M,Pszenny A A,et al.1998.Chlorine istopic composition of marine aerosols: implications for the release of reactive chlorine and HCl cycling rates [J].Geoph.Reas.Lett.,25: 3831-3834
Xiao Y K,Wang X F,Wei H Z,et al.2007.A new method for the removal of SO42 -for isotopic measurement of chlorine [J].Chemical Geology,238,38-43.
Xiao Y K, Zhang C G.1992.High precision isotopic measurement of chlorine by thermal ionization mass spectrometry of the Cs2Cl+ion [J].Int.J.Mass Spectrom Ion Processes,116: 183-192
Xiao Y K,Zhou Y M,Liu W G.1995.Precise measurement of chlorine isotopes based on Cs2Cl+by thermal ionization mass spectrometry [J].Anal.Lett.,28 (7) : 1295-1304
Xiao Y K,Zhou Y M,Wang Q Z,et al.2002.A secondary isotopic reference material of chlorine from defined seawater [J].Chemical Geology,182 (2 /4) : 655-661
本节编写人: 肖应凯 (中国科学院青海盐湖研究所) 。
⑷ 麦角有哪些特征
(岳德超)
麦角〔Claviceps purpurea(Fr.)Tul.〕属子囊菌亚门、核菌纲、麦角菌目、麦角菌科、麦角菌属,是寄生在麦类子房上所形成的一年生菌核。世界各地均有分布,主产于苏联、波兰、西班牙等国家。我国在河北、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、山西、山东、内蒙古、新疆、安徽、浙江、甘肃、台湾、湖南、湖北、四川、贵州、青海、江西及广西等省区均有分布,其中以黑龙江、河北及内蒙古等省区为最多。以菌核入药。由于麦角(菌核)含有麦角胺、麦角毒碱、麦角新碱、曲麦角碱、麦角柯宁碱、麦角克碱、麦角卡里碱、胺、维生素D2等,很早以来麦角就是妇产科临床上常用重要药物。主要用于产后止血和促进分娩后子宫复原。麦角新碱作用最强,毒性最小。近些年来,许多文献报道,麦角碱及其衍生物对治疗偏头痛、心血管疾病等有效,并在眼科、耳鼻喉科以及皮肤科等领域开辟了新的应用途径。60年代就已成功地采用生物技术发酵工程生产麦角碱。
一、形态特征
麦角是一个略具三棱形的圆柱状或角状物,稍弯曲,两端渐尖,其大小因寄主植物不同而异。国内在黑麦上接种所得的麦角,长约2—4cm,宽约0.2—0.5cm,表面呈紫褐或黑褐色,具有多条纵裂纹,干燥后变硬,质脆易折断,断面平滑,略呈三角形,外层黑褐色,内层近白色或炉灰色,子座从菌核内生出,子座柄细长,多弯曲,白至暗褐色,顶端子座头近球形,其大小因菌核大小而异。一般直径约为1—3mm,红褐色;显微镜下观察子囊壳整个埋生在子座头部内,孔口稍突出,烧瓶状,内有多数子囊,每个子囊内有8个子囊孢子,丝状,单细胞,无色透明,50—70×0.6—0.7μm(图21—4)。
图21-4 麦角形态图
1.生于麦角上的麦角菌核 2.菌核萌发产生子座 3.子囊壳(内含子囊) 4.子座头部纵切(示子囊壳)
二、生物学特性
(一)生长发育及其对环境条件的要求
由于麦角是麦角菌寄生于禾本科植物的子房上所形成的菌核,因此不仅麦角菌要求在较高温湿度条件下才能很好地发育,同时也要求有大量的菌源,以及大量的寄主及适宜于寄主生长的温湿度和土壤等条件。
在春、夏季雨水充足,有利于麦角菌的传播和发育以及寄主植物的生长。适合于寄主生长发育的土壤条件也有利于麦角菌核的生长和提高产量。
(二)黑麦的生物学特性及其与麦角菌接种栽培的关系
黑麦分春性和冬性两种,是异花授粉植物。黑麦的抽穗期和开花期都很长,开花期长达15天左右。黑麦分蘖力强,通常有效分蘖数为4—6个茎,但在适宜的条件下能生出50余个茎。黑麦不喜高温,种子在1—2℃即可发芽,对早春干旱及严寒有较强的抵抗力。黑麦对土壤条件要求不严,但在肥沃的黑钙土及适宜的条件下可获得高产。黑麦开花主要在白天进行,夜间极少开花,一次开花或间隔开花,每次开花数是1—5个小花。于清晨5—6时开始开花,以午前开的多,午后少。如刺激穗部,可促进其开花。一般以气温在17—18℃时开花最多。因此,接种最适宜的时间为午前7—11时。黑麦开花按一定顺序进行,穗的中上部先开,随后向两端延展。根据阿部和八田(1949)观察,黑麦自第一次开花过后,经两天左右再第二次开花,历时可达5天。当开花时,麦角菌只有通过柱头侵入才能形成菌核。当黑麦开花和麦角形成期间,需要湿润、温暖的条件。在此期间,尤其是接种时的低温、降霜、干燥、暴风雨以及寄主植物的倒伏均对麦角的发育不利,如干燥炎热的气候可促使开花期很快结束,不利于侵染。开花期间降雨可延长开花期,影响感染率,但影响程度因接种方法和接种时期不同而异。如采用喷雾法接种,接种后即降雨,则会大大降低感染率,如采用注射法接种,则影响不大。土壤含水量及其肥沃程度对麦角的发生和重量有一定影响。一般在湿度较大的地方,麦角菌易侵染,土壤肥沃的地方所产麦角重量较大。
三、栽培技术
麦角菌核因含有具有医疗价值的麦角生物碱,故早在50年代国外就已成功地进行了人工接种栽培。如匈牙利自1957年以来,每年都种植2000公顷黑麦以供接种栽培麦角,年产麦角达30t左右。我国于50年代后期人工接种栽培麦角获得成功。但由于在开展人工接种栽培麦角研究的同时,进行了发酵培养麦角菌生物合成麦角碱的研究,后来也获得成功,故人工接种栽培技术在我国并未推广,而是分别于1962年和1966年推广了固体发酵和液体发酵生产麦角新碱的方法。此方法不仅生产周期短,并可有计划地进行工业化生产,其产量和质量均可得到保证,从而不仅扭转了依靠进口的局面,而且有少量出口,具有很高的社会效益和经济效益。
(一)黑麦栽培技术
1.整地
在头年秋收后即可进行整地,要求做到早耕、深耕。耕后不必耙平,这样更有利于冬季的积雪。但在播种前需耙平,做成畦或垄,以备播种。
2.施肥
结合整地施用基肥,每亩可施用厩肥或土杂肥3000kg。为获得麦角高产,在黑麦生长期间尚须施用2—3次追肥。
3.播种
一般应选择秆穗直立、短秆、早熟、分蘖力强,尤其是以抗锈病强的黑麦品种为好。播种前,首先应将种子清洗,清除其中混入的杂草种子或其它混杂物,并选出整齐一致而饱满的种子播种。冬黑麦在秋季温暖地区播种期可稍晚,秋季寒冷的地方早播容易因生长过旺遭受冻害,或造成翌年发育不良。播种过迟就不能在秋季很好地生长和分蘖,因而产量较低。在北京地区冬黑麦可在9月中、下旬播种。春黑麦的播种期以3月上旬为宜。播种量每亩为4—6kg,一般都认为稀播较好,可促进分蘖。为了便于人工播种,可采用条播法。播种深度为2—3cm。
4.田间管理
在生长期间要注意防除田间杂草,疏松土壤,一般可中耕2—3次,当黑麦在开花期和结实期间,应设法保持温暖和潮湿的条件。
(二)麦角的接种栽培技术
1.菌种的选择
优良菌种的选择,对麦角产量及其麦角碱含量的提高极为重要。选择优良菌种时,应从产碱能力的强弱、产碱种类、生长速度、产生的孢子数、寄生性强弱等多方面考虑。而其中关键问题是含碱量与寄生性。
2.菌种的分离培养
选择麦角生物碱含量高的菌核作母种分离用。具体分离方法:将菌核在无菌条件下,切成小段,以0.1%升汞水溶液灭菌3—5分钟,然后用无菌水清洗3次,用接种针移至马铃薯、葡萄糖、琼脂培养基上,置于24—26℃下培养10天左右,即可长出白色菌丝,这时可将此菌丝扩大纯化培养。待长满管后,若不及时用,可保存在4—5℃冰箱中备用。
3.接种液的制备
一般采用分生孢子或菌丝接种。麦角菌在斜面培养基或黑麦及小麦培养基上,经一定时期培养后产生分生孢子和菌丝,少量培养可采用麦芽汁琼脂培养基进行培养。如需大量的分生孢子,可采用黑麦或小麦种子培养基进行。具体方法是称取洁净的黑麦或小麦种子50g,盛于克氏培养瓶中,加80ml水,浸泡12小时,使麦粒充分吸水后,在121℃高温下灭菌40分钟,以后再间歇变菌一次。冷却以后,在无菌条件下接入麦角菌,于26—28℃下培养10—15天即可产生大量的分生孢子和菌丝。将上述麦粒培养物加入适量的蒸馏水,浸泡5—6小时,经强烈摇动或搅拌,用一层纱布过滤。为了防止接种液中分生孢子很快死亡,以及能使其引诱昆虫起见,在接种液中加入2%蔗糖。接种液中分生孢子数以每ml中含9000个左右为宜。
4.接种
麦角菌一般侵染子房,在黑麦开花前后1—2周左右进行接种均可得到麦角。接种技术是麦角菌在寄主植物上接种成功的重要环节之一。主要用以下两种方法:
(1)注射接种法
一般小型试验采用注射器内盛入接种液,注射在正开花或即将开花的小穗上。大规模生产上则使用注射接种板,将孢子液注入花部。欧洲各国广泛应用这种方法进行麦角栽培生产。
(2)喷雾接种法
这是一种接近自然感染的方法。即当黑麦开花期,用喷雾器喷射孢子悬浮液。这种方法对花穗没有任何损伤,但受自然条件的影响较大。在美国、日本、印度等国都用这种方法。也可进行机械化喷雾接种。
另外还有浸渍法和涂抹法,但一般寄生率都低,故不常用。
(三)采收及贮藏
1.采收
由于麦角成熟时很容易从穗上脱落,故当麦粒收获时,麦角掉落损失较大,因此必须早些收获。一般在麦粒成熟前1—2周,每周可采摘成熟麦角2—3次。也可采用比重法(利用麦角和黑麦种子间的比重差别)进行,以节省时间。在捷克斯洛伐克等国,主要采用麦角采收机进行清选。在北京地区采收期一般为6月中旬至7月上旬,哈尔滨可在8月初进行。
2.贮藏
麦角采收后,应迅速放在冷凉干燥避光处贮藏,以避免麦角碱的破坏。
四、麦角碱的发酵生产由于利用寄主植物接种栽培麦角生产麦角碱,常受自然条件等的限制,不能在短期内进行大量生产,并且需要大片农田,成本也较高。采用发酵方法生产麦角碱,是克服这些困难和缺点的一种途径。几十年来,许多国家都致力于这方面的研究。自1948年以来,利用麦角菌发酵生产麦角碱方面有很多研究,并取得一定结果。我国于50年代末和60年代初在世界上首先分别用固体发酵和液体发酵生产麦角新碱获得成功。
(一)液体发酵生产麦角新碱的方法1.工艺流程过滤,采用离子交换树脂法提取分离麦角新碱→制成马来酸麦角新碱顺丁烯二酸盐。
2.菌种
我国麦角新碱生产采用的菌种是拂子茅麦角菌〔Claviceps microcephala(Wallr.)Tuk〕,因此菌麦角碱含量高,该菌种到目前为止,是我国仅有的主要麦角新碱高产菌种。
3.培养基
(1)孢子培养基:蔗糖10%,天门冬素0.1%,MgSO4·7H2O0.03%,KH2PO40.1%,琼脂2%,蒸馏水,以5%NaOH调pH至6.0—6.2。(2)种子培养基:蔗糖6%,谷氨酸1.2%(或鱼粉4%),MgSO4·7H2O 0.03%,KH2PO4 0.1%,消沫剂(豆油)0.2—0.5%,自来水,以25—27%NH4OH调节pH至7.5。
4.培养方法
(1)孢子培养:于24—26℃下培养15天左右,备用。(2)种子培养:一级种子以500ml三角瓶盛100ml种子培养基,接种后于24—26℃下旋转摇床上培养96小时左右。二级种子以5000ml三角瓶盛1000ml种子培养基,于24—26℃下往返摇床上培养72小时左右,种子罐种子培养,25—27℃下搅拌培养3天左右,备用。(3)发酵培养:生产上采用发酵罐通气搅拌培养,于25—27℃,转速180转,通气量为1∶0.3—1∶0.5(V/V/min),培养9—10天,放罐,过滤。滤液采用离子交换树脂方法分离提取麦角新碱。
(二)固体发酵生产麦角新碱方法
1.工艺流程
磨粉,供提取分离麦角新碱。
2.菌种
斜面孢子培养基,种子培养基及其培养均同前液体培养。
3.固体发酵培养基的制作
于500ml克氏瓶内加入小麦种子50g,自来水80ml,浸泡.6—12小时,摇匀,于1kg/cm2压力下灭菌1小时后,趁热摇散摊平,备用。
4.发酵培养
将种子接入固体发酵培养基上,每瓶10ml,接种后务必摇匀,以使菌丝能充分生长。15天左右菌丝生长旺盛;逐渐形成色素,22天呈紫褐色,即已达到成熟,这时即可收获。
5.麦角新碱的分离提取及其顺丁烯二酸盐的制备
(1)硅藻土层离柱的制备
取适量硅藻土,加适量的用0.1M柠檬酸溶液饱和过的氯仿,搅拌使成均匀的悬浮液。然后慢慢滴入相当于硅藻土重量的用氯仿饱和过的0.1M柠檬酸溶液,并不断搅拌。最后将细小的硅藻土混悬颗粒分次装入层离筒中,每倒入少许即用平头玻璃棒压平。待全部装完后,再装入少量氧化铝即可备用。
(2)麦角生物碱的分离提取
取风干发酵物粉末,用0.2N氢氧化钠溶液湿润,然后放入渗滤筒中,加入甲醇氯仿(5∶95)混合溶液,即开始进行渗滤。渗滤液通过硅藻土层离柱时,一部分杂质如色素被吸附在氧化铝层上,而麦角新碱则被吸附在硅藻土上,在紫外灯下形成蓝色荧光环,其它非水溶性生物碱及部分杂质随甲醇氯仿溶液而流入蒸馏器中,甲醇氯仿混合液遇热又变成蒸汽,通过冷凝器又流回渗滤筒中。如此反复循环,直至发酵物中麦角生物碱被全部提尽为止。
(3)麦角新碱顺丁烯二酸盐的制备
提取完毕后,将硅藻土层离柱中氧化铝除去,用中性氯仿洗层离柱,至流出来的氯仿不带颜色为止。然后用含1%液态氨的氯仿,将麦角新碱从硅藻土层离柱上洗脱下来。洗脱液用无水碳酸钠脱水,减压蒸去氯仿即有结晶析出。将该结晶溶于适量的丙酮中,并滴加过量的3%顺丁烯二酸丙酮溶液,析出白色针状结晶,这就是麦角新碱顺丁烯二酸盐。
(4)麦角新碱制剂
临床上所应用的制剂,主要是0.2mg麦角新碱顺丁烯二酸盐针剂和片剂。
我国栽培麦角的研究是从1957年开始的,两年内就选出了优良的菌种和寄主,并建立了一套栽培技术,在北京以接种板进行接种,每亩可以收获10.5kg(折合每英亩63kg)达到较高水平。选出的优良菌株所产麦角的含碱量达0.22—0.4%。其中麦角新碱含量为0.122—0.29%,远远优于国外栽培麦角。
栽培麦角的研究为发酵生产麦角新碱提供了线索,从而发展了固体发酵的研究,所选菌株培养22天含碱量高达0.08—0.1%,其中麦角新碱为0.02—0.03%。此后液体发酵也获成功,发酵周期缩短到9天,其产碱量与固体发酵差别不大。
从大量生产麦角碱的远景来看,液体发酵最有前途。