Soukromý dům 

Analýza rostlin, biogeocenologie (příručka). Metody studia rostlinných organismů. Hodnota botanických znalostí pro přípravu specialistů v agrochemii a pedologii Chemické metody výzkumu rostlin

Pochybujete o pravosti zakoupeného léčivého přípravku? Obvyklé léky najednou přestaly pomáhat, protože ztratily svou účinnost? Takže stojí za to provést jejich úplnou analýzu - farmaceutické expertizy. Pomůže to zjistit pravdu a odhalit padělek v co nejkratším čase.

Kde si ale tak důležitou studii objednat? Ve státních laboratořích může celá škála rozborů trvat týdny i měsíce a se sběrem zdrojových souborů nespěchají. Jak být? Vyplatí se kontaktovat ANO „Centrum pro chemické expertizy“. Jedná se o organizaci, která sdružuje odborníky, kteří mohou potvrdit svou kvalifikaci tím, že mají licenci.

Co je to farmaceutická odbornost

Farmakologická studie je soubor analýz určených ke stanovení složení, kompatibility složek, typu, účinnosti a směru léčiva. To vše je nutné při registraci nových léků a přeregistraci starých.

Studie se obvykle skládá z několika fází:

  • Studium surovin ve výrobě a chemická analýza léčivé rostliny.
  • Mikrosublimační metoda neboli izolace a analýza účinných látek z rostlinných materiálů.
  • Analýza a srovnání kvality se současnými standardy stanovenými MZ.

Studium léků je složitý a pečlivý proces, který podléhá stovkám požadavků a norem, které je nutné dodržovat. Ne každá organizace má právo jej držet.

Licencované specialisty, kteří se mohou pochlubit všemi přijímacími právy, najdete v „Centru chemických expertíz ANO“. Neziskové partnerství - Centrum pro expertizu léčiv - je navíc známé svou inovativní laboratoří, ve které správně funguje moderní vybavení. To vám umožní provádět nejsložitější analýzy v co nejkratším čase a s fenomenální přesností.

Registrace výsledků specialisty z NP probíhá přísně v souladu s požadavky platné legislativy. Závěry se vyplňují do speciálních formulářů státního vzorku. Tím jsou výsledky studie právní. Každý závěr „Centra chemických expertíz“ ANO lze přiložit k případu a použít při soudním řízení.

Vlastnosti analýzy drog

Laboratorní studie jsou základem pro vyšetření léčiv. Právě ony umožňují identifikovat všechny komponenty, vyhodnotit jejich kvalitu a bezpečnost. Existují tři typy farmaceutického výzkumu:

  • Fyzický. Mnoho indikátorů je předmětem studia: teploty tání a tuhnutí, indikátory hustoty, lom. Optická rotace apod. Na jejich základě se zjišťuje čistota produktu a jeho soulad se složením.
  • Chemikálie. Tyto studie vyžadují přísné dodržování proporcí a postupů. Patří sem: stanovení toxicity, sterility a také mikrobiologické čistoty léčiv. Moderní chemická analýza léčiv vyžaduje přísné dodržování bezpečnostních opatření a přítomnost ochrany kůže a sliznic.
  • Fyzikální a chemické. Jedná se o poměrně složité techniky, včetně: spektrometrie různé typy chromatografie a elektrometrie.

Všechny tyto studie vyžadují moderní vybavení. Nachází se v laboratorním komplexu ANO „Centrum chemických expertiz“. Moderní instalace, inovativní odstředivka, spousta činidel, indikátorů a katalyzátorů – to vše pomáhá zvyšovat rychlost reakcí a udržovat jejich spolehlivost.

Co by mělo být v laboratoři

Ne každé expertní centrum může poskytnout vše pro farmakologickou studii. potřebné vybavení. Zatímco ANO „Centrum pro chemické expertizy“ již má:

  • Spektrofotometry různého akčního spektra (infračervené, UV, atomová absorpce atd.). Měří pravost, rozpustnost, homogenitu a přítomnost kovových a nekovových nečistot.
  • Chromatografy různých směrů (plyn-kapalina, kapalina a tenkovrstvé). Používají se k určení pravosti, kvalitativnímu měření množství každé složky, přítomnosti souvisejících nečistot a jednotnosti.
  • Polarimetr je zařízení nezbytné pro provádění rychlého chemický rozbor léky. Pomůže určit pravost a kvantitativní ukazatele každé složky.
  • Potenciometr. Zařízení je užitečné pro stanovení tuhosti kompozice a také pro kvantitativní ukazatele.
  • Fischer titrátor. Toto zařízení ukazuje množství H2O v přípravku.
  • Centrifuga je specifická technika, která umožňuje zvýšit rychlost reakcí.
  • Derivatograf. Toto zařízení umožňuje určit zbytkovou hmotnost prostředku po procesu sušení.

Toto vybavení, nebo alespoň jeho částečná dostupnost, je indikátorem vysoké kvality laboratorního komplexu. Právě díky němu probíhají v ANO „Centru pro chemické expertizy“ všechny chemické a fyzikální reakce maximální rychlostí a bez ztráty přesnosti.

ANO "Centrum chemické odbornosti": spolehlivost a kvalita

Potřebujete nutně chemický rozbor léčivých rostlin? Chcete ověřit pravost zakoupených léků? Vyplatí se tedy kontaktovat „Centrum chemických expertíz“ ANO. Jedná se o organizaci, která sdružuje stovky odborníků – pracovníci neziskového partnerství mají více než 490 specialistů.

S nimi získáte spoustu výhod:

  • Vysoká přesnost výzkumu. Tohoto výsledku dosáhli specialisté díky moderní laboratoři a inovativnímu vybavení.
  • Rychlost výsledků je impozantní. Kvalifikovaní specialisté jsou připraveni na vaši první žádost přijet kamkoli ve státě. Tím se proces urychlí. Zatímco ostatní čekají na státního exekutora, vy se již dočkáte výsledku.
  • Právní moc. Veškeré závěry jsou vyplněny v souladu s platným zákonem o úředních tiskopisech. Můžete je použít jako silný důkaz u soudu.

Stále hledáte drogové expertní centrum? Myslíš, že jsi to našel! Kontaktováním ANO "Centrum chemických odborných znalostí" máte zaručeno, že obdržíte přesnost, kvalitu a spolehlivost!

Protože botanika studuje poměrně mnoho různých aspektů organizace a fungování rostlinných organismů, v každém konkrétním případě se používá vlastní soubor výzkumných metod. Botanika využívá jak obecné metody (pozorování, srovnávání, rozbor, experiment, zobecnění), tak mnohé

speciální metody (biochemické a cytochemické metody, světelné metody (konvenční, fázově kontrastní, interferenční, polarizační, fluorescenční, ultrafialová) a elektronová (transmisní, skenovací) mikroskopie, metody buněčných kultur, mikroskopická chirurgie, metody molekulární biologie, genetické metody, elektrofyziologické metody, metody zmrazování a čipování, biochronologické metody, biometrické metody, matematické modelování, statistické metody).
Speciální metody berou v úvahu zvláštnosti té či oné úrovně organizace rostlinného světa. Ke studiu nižších úrovní organizace se tedy používají různé biochemické metody, metody kvalitativní a kvantitativní chemické analýzy. Ke studiu buněk se používají různé cytologické metody, zejména metody elektronové mikroskopie. Ke studiu tkání a vnitřní stavby orgánů se používají metody světelné mikroskopie, mikroskopické chirurgie a selektivního barvení. Ke studiu flóry na populačně-druhové a biocenotické úrovni se používají různé genetické, geobotanické a ekologické výzkumné metody. V rostlinné taxonomii zaujímají významné místo takové metody jako srovnávací morfologické, paleontologické, historické a cytogenetické metody.

Asimilace materiálu z různých oblastí botaniky je teoretickým základem pro přípravu budoucích specialistů na zemědělské chemiky a půdoznalce. Vzhledem k neoddělitelnému vztahu mezi rostlinným organismem a prostředím jeho existence jsou morfologické znaky a vnitřní struktura rostliny do značné míry určovány vlastnostmi půdy. Směr a intenzita průběhu fyziologických a biochemických procesů přitom závisí i na chemickém složení půdy a jejích dalších vlastnostech, což v konečném důsledku determinuje nárůst rostlinné biomasy a produktivitu rostlinné výroby jako průmyslu jako Celý. Botanické poznatky proto umožňují doložit potřebu a dávky různých látek vnášených do půdy, ovlivnit výnos kulturních rostlin. Ve skutečnosti je jakýkoli dopad na půdu za účelem zvýšení výnosu kulturních a planě rostoucích rostlin založen na údajích získaných v různých částech botaniky. Metody biologické kontroly růstu a vývoje rostlin jsou založeny téměř výhradně na botanické morfologii a embryologii.

Rostlinný svět je zase důležitým faktorem při tvorbě půdy a určuje mnoho vlastností půdy. Každý typ vegetace je charakterizován určitými typy půd a tyto vzory se úspěšně používají pro mapování půd. Spolehlivým fytoindikátorem potravních (přízemních) podmínek mohou být rostlinné druhy a jejich jednotlivé systematické skupiny. Indikátorová geobotanika dává půdopiscům a agrochemikům jednu z důležitých metod hodnocení kvality půd, jejich fyzikálně-chemických a chemických vlastností,
Botanika je teoretickým základem zemědělské chemie, stejně jako aplikovaných oblastí, jako je rostlinná výroba a lesnictví. Nyní bylo do pěstování zavedeno asi 2000 rostlinných druhů, ale jen nevýznamná část z nich je široce pěstována. Mnoho divoce rostoucích druhů flóry se může v budoucnu stát velmi slibnými plodinami. Botanika zdůvodňuje možnost a účelnost zemědělského rozvoje přírodních oblastí, provádění melioračních opatření ke zvýšení produktivity přirozených skupin rostlin, zejména luk a lesů, podporuje rozvoj a racionální využívání rostlinných zdrojů na půdě, sladkovodních plochách Světový oceán.
Pro specialisty v oboru agrochemie a pedologie je botanika základním základem, který umožňuje hlouběji porozumět podstatě půdotvorných procesů, vidět závislost určitých půdních vlastností na charakteristice vegetačního krytu a porozumět potřeby pěstovaných rostlin na specifické živiny.

Odeslat svou dobrou práci do znalostní báze je jednoduché. Použijte níže uvedený formulář

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.

Úvod

1. Analýza půdy

2. Analýza rostlin

3. Analýza hnojiv

Závěr

Bibliografie

Úvod

Studium agrochemie Ch. arr. otázky dusíkaté a minerální výživy str. - x. rostliny za účelem zvýšení výnosu a zlepšení produkce. Tedy a. X. zkoumá složení stránky - x. rostliny, půda, hnojiva a procesy jejich vzájemného ovlivňování. Stejně tak studuje procesy přípravy hnojiv a látek používaných k hubení škůdců a také vyvíjí chemické metody. rozbor agronomických objektů: půdy, rostlin a produktů z nich získaných atd. Významné jsou zejména mikrobiologické procesy v půdě. V této oblasti a. X. v kontaktu s půdou a obecným zemědělstvím. Na druhou stranu a. X. spoléhá na fyziologii rostlin a je s ní v kontaktu, protože a. X. se zabývá studiem procesů probíhajících při klíčení, výživě, zrání semen apod. a využívá metody vodních, pískových a půdních kultur. Agronomové-chemici ve svém výzkumu využívající Ch. arr. chem. metod, z nichž v poslední době jsou zvláště široce používány fyzikálně-chemické metody, zároveň musí ovládat metody umělých kultur a bakteriologické výzkumné metody. Vzhledem ke složitosti a rozmanitosti úkolů a. x., některé skupiny otázek, které byly dříve zahrnuty do a. x., vynikla v samostatných disciplínách.

To se týká studia chemie chemické složení rostliny, hlavně strana - x. a technická, stejně jako biologická chemie a biologická fyzika, které studují procesy živé buňky.

1 . Analýzapůda

Vlastnosti půdy jako objektu chemického výzkumu a ukazatele chemického stavu půd

Půda je komplexní objekt studia. Složitost studia chemického stavu půd je dána zvláštnostmi jejich chemických vlastností a je spojena s nutností získat informace, které adekvátně odrážejí vlastnosti půd a poskytují co nejracionálnější řešení jak teoretických otázek pedologie, tak otázek praktické využití zemin. Ke kvantitativnímu popisu chemického stavu půd se používá široká škála ukazatelů. Zahrnuje ukazatele určené při analýze téměř všech objektů a vyvinuté speciálně pro výzkum půdy (výměnná a hydrolytická kyselost, ukazatele skupinového a frakčního složení humusu, stupeň nasycení půd zásadami atd.)

Vlastnosti půdy jako chemického systému jsou heterogenita, polychemie, disperzita, heterogenita, změna a dynamika vlastností, pufrování a také potřeba optimalizace půdních vlastností.

Polychemie půdy. V půdách může být stejný chemický prvek součástí různých sloučenin: snadno rozpustných solí, komplexních hlinitokřemičitanů a organominerálních látek. Tyto složky mají různé vlastnosti, na kterých závisí zejména schopnost chemického prvku přecházet z pevných fází půdy do kapalné, migrovat v půdním profilu a v krajině, být spotřebováván rostlinami atd. . Při chemickém rozboru půd se proto zjišťuje nejen celkový obsah chemických prvků, ale také ukazatele charakterizující složení a obsah jednotlivých chemických sloučenin nebo skupin sloučenin s podobnými vlastnostmi.

Heterogenita půdy. Půda se skládá z pevné, kapalné a plynné fáze. Při studiu chemického stavu půdy a jejích jednotlivých složek se zjišťují ukazatele, které charakterizují nejen půdu jako celek, ale i její jednotlivé fáze. Byly vyvinuty matematické modely pro posouzení vztahu mezi úrovněmi parciálního tlaku oxidu uhličitého v půdním vzduchu, pH, alkalitou uhličitanu a koncentrací vápníku v půdním roztoku.

Polydisperzita půdy. Pevné fáze půdy se skládají z částic různých velikostí od zrnek písku až po koloidní částice o průměru několika mikrometrů. Liší se složením a mají různé vlastnosti. Ve speciálních studiích geneze půd se zjišťují ukazatele chemického složení a další vlastnosti jednotlivých granulometrických frakcí. Disperzita půd souvisí s jejich schopností iontové výměny, která se zase vyznačuje specifickým souborem ukazatelů - kapacitou kationtové a aniontové výměny, složením výměnných kationtů atd. Mnoho chemických a fyzikálních vlastností půd závisí na úrovních těchto ukazatelů.

Acidobazické a redoxní vlastnosti půd. Složení půd zahrnuje složky, které vykazují vlastnosti kyseliny a zásady, oxidační a redukční činidla. V řešení různých teoretických a aplikačních problémů pedologie, agrochemie, meliorace určují ukazatele, charakterizující kyselost a zásaditost půd, jejich redoxní stav.

Heterogenita, variabilita, dynamika, pufrování chemických vlastností půd. Vlastnosti půdy se liší i uvnitř stejný genetický horizont. Při zkoumání hodnotí se procesy tvorby půdního profilu chemické vlastnosti jednotlivých prvků organizace půdy masy. Vlastnosti půdy se mění v prostoru, mění se v času a zároveň půdy mají schopnost odolávat změnám jejich vlastností, tj. vykazují vyrovnávací paměť. Byly vyvinuty indikátory a metody pro charakterizaci variability, dynamika, pufrační vlastnosti půd.

Změny vlastností půdy. V půdách neustále probíhají různé procesy, které vedou ke změnám chemických vlastností půd. Praktické použití najít ukazatele, které charakterizují směr, závažnost, rychlost procesů probíhajících v půdách; studuje se dynamika změn půdních vlastností a jejich režimů. Rozdíly v kvalitě složení půdy. odlišné typy a dokonce i typy a odrůdy půd mohou mít tak odlišné vlastnosti, že se k jejich chemické charakterizaci používají nejen různé analytické metody, ale také různé sady indikátorů. Takže v podzolových, sodno-podzolických, šedých lesních půdách se zjišťuje pH vodných a solných suspenzí, výměnná a hydrolytická acidita, výměnné báze se vytěsňují z půd vodnými roztoky solí. Při rozboru zasolených půd se zjišťuje pH pouze vodných suspenzí a místo ukazatelů kyselosti se stanovuje celková, uhličitanová a další typy alkality. Uvedené vlastnosti půd do značné míry určují základní principy metod studia chemického stavu půd, nomenklatury a klasifikace ukazatelů chemických vlastností půd a chemických půdních procesů.

Systém ukazatelů chemického stavu půd

Skupina 1. Ukazatele půdních vlastností a půdních složek

Podskupiny:

1. Ukazatele složení půdy a půdních složek;

2. Ukazatele mobility chemických prvků v půdách;

3. Ukazatele acidobazických vlastností půd;

4. Indikátory iontově výměnných a koloidně-chemických vlastností půd;

5. Indikátory redoxních vlastností půd;

6. Ukazatele katalytických vlastností půd;

Skupina 2. Indikátory chemických půdních procesů

Podskupiny:

1. Ukazatele směru a závažnosti procesu;

2. Indikátory rychlosti procesu.

Zásady pro stanovení a interpretaci úrovní indikátorů

Výsledky půdních rozborů obsahují informace o půdních vlastnostech a půdních procesech a na tomto základě umožňují řešit problém, kterému výzkumník čelí. Techniky interpretace úrovní ukazatelů závisí na metodách jejich stanovení. Tyto metody lze rozdělit do dvou skupin. Metody první skupiny umožňují vyhodnotit její vlastnosti beze změny chemického stavu půdy. Druhá skupina - metody založené na chemickém ošetření analyzovaného vzorku půdy. Účelem tohoto ošetření je reprodukovat chemické rovnováhy, které se vyskytují ve skutečné půdě nebo záměrně narušovat vztahy, které se v půdách vytvořily a extrahovat z půdy složku, jejíž množství umožňuje vyhodnotit chemickou vlastnost půdy popř. proces v něm probíhající. Tato fáze analytického procesu - chemické ošetření vzorku půdy - odráží hlavní rys výzkumné metody a určuje metody pro interpretaci úrovní většiny zjišťovaných ukazatelů.

Příprava vzorků půdy ze studovaných oblastí

Vzorky půdy by měly být odebírány pomocí jader o průměru asi 10 mm do hloubky 10-20 cm, je lepší jádra předem sterilizovat ve vroucí vodě (100 0 C). Pro analýzu půdy se odebírají smíšené vzorky půdy do hloubky kultivované vrstvy. Zpravidla stačí udělat jeden směsný vzorek na pozemek do 2 ha. Smíšený vzorek se skládá z 15-20 jednotlivých vzorků půdy odebraných rovnoměrně po celé ploše lokality. Vzorky pro rozbor půdy se neodebírají ihned po navezení minerální a organická hnojiva, oznámení. Každý směsný vzorek o hmotnosti 500 g je zabalen do látkového nebo plastového sáčku a označen.

Příprava půdy pro agrochemický rozbor

Sestavení analytického vzorku je odpovědná operace, která zajišťuje spolehlivost získaných výsledků. Nedbalost a chyby při přípravě vzorků a odběru průměrného vzorku nejsou kompenzovány následnou kvalitativní analytickou prací. Vzorky půdy odebrané na poli nebo v pěstírně se předsuší na vzduchu při pokojová teplota. Skladováním surových vzorků dochází k výrazným změnám jejich vlastností a složení, zejména v důsledku enzymatických a mikrobiologických procesů. Naopak teplotní přehřívání je doprovázeno změnou pohyblivosti a rozpustnosti mnoha sloučenin.

Pokud je mnoho vzorků, sušení se provádí ve skříních s nuceným větráním. Stanovení dusičnanů, dusitanů, absorbovaného amonia, vodorozpustných forem draslíku, fosforu atd. prováděny v den odběru vzorků při jejich přirozené vlhkosti. Zbývající stanovení se provádějí ve vzorcích vysušených na vzduchu. Suché vzorky jsou rozemlety v půdním mlýnu nebo rozemlety v porcelánovém hmoždíři pomocí paličky s pryžovou špičkou. Rozemletý a vysušený vzorek se nechá projít sítem o průměru otvoru 2-3 mm. Mletí a prosévá se, dokud celý odebraný vzorek neprojde sítem. Je povoleno vyhazovat pouze fragmenty kamenů, velké kořeny a cizí inkluze. Vzorky jsou uloženy v uzavřených řemeslných sáčcích v místnosti, kde nejsou žádné chemikálie. Vzorek půdy pro analýzu se odebírá metodou „průměrný vzorek“. K tomu se prosátý vzorek nasype v tenké vrstvě (asi 0,5 cm) na list papíru ve tvaru čtverce a rozdělí stěrkou na malé čtverečky o straně 2-2,5 cm. z každého čtverce se špachtlí odebere vzorek.

Hlavními agrochemickými ukazateli půdního rozboru, bez kterých se neobejde ani jedno obdělávání půdy, jsou obsah humusu, mobilní formy fosforu, dusíku a draslíku, kyselost půdy, obsah vápníku, hořčíku a také stopových prvků, včetně těžkých kovů. Moderní metody analýzy umožňují stanovit 15-20 prvků v jednom vzorku. Fosfor je makroživina. Podle dostupnosti mobilních fosfátů se rozlišují půdy s velmi nízkým obsahem - méně než mg., Nízké - méně než 8 mg., Střední - 8 - 15 mg. a vysoká - více než 15 mg. fosforečnanů na 100 g půdy. Draslík. Pro tento prvek byly vyvinuty gradace podle obsahu mobilních forem v půdě: velmi nízká - do 4 mg, nízká - 4-8 mg, střední - 8-12 mg, vysoká - 12-17 mg, vysoká - více než 17 mg. vyměnitelný draslík na 100 g půdy. Kyselost půdy – charakterizuje obsah protonů vodíku v půdě. Tento indikátor je vyjádřen hodnotou pH.

Kyselost půdy ovlivňuje rostliny nejen přímým působením toxických protonů vodíku a hliníkových iontů na kořeny rostlin, ale také charakterem příjmu živin. Kationty hliníku se mohou vázat s kyselinou fosforečnou a přeměňovat fosfor do formy nepřístupné rostlinám.

Negativní vliv nízké kyselosti se projevuje v půdě samotné. Když jsou protony vodíku vytěsněny z půdního absorbujícího komplexu (SAC) kationtů vápníku a hořčíku, které stabilizují půdní strukturu, půdní granule jsou zničeny a jejich struktura je ztracena.

Rozlišujte mezi skutečnou a potenciální kyselostí půdy. Skutečná kyselost půdy je způsobena nadměrnou koncentrací vodíkových protonů nad hydroxylovými ionty v půdním roztoku. Potenciální kyselost půdy zahrnuje protony vodíku vázané na AUC. Pro posouzení potenciální kyselosti půdy se stanoví pH solného extraktu (pH KCl). Podle hodnoty pH KCl se rozlišuje kyselost půdy: do 4 - velmi silně kyselá, 4,1-4,5 - silně kyselá, 4,6-5,0 - středně kyselá, 5,1-5,5 - mírně kyselá, 5,6- 6,0 se blíží neutrální a 6,0 je neutrální.

Analýza půdy na těžké kovy a radiační analýza jsou klasifikovány jako vzácné analýzy.

Účtenka vodní roztok půdy.

Roztoky látek obsažených v půdě se získávají mnoha způsoby, které lze zásadně rozdělit do dvou skupin: - získání půdního roztoku - získání vodného extraktu z půdy. V prvním případě se získá nevázaná nebo slabě vázaná půdní vlhkost - ta, která je obsažena mezi částicemi půdy a v půdních kapilárách. Jedná se o mírně nasycený roztok, ale jeho chemické složení je pro rostlinu relevantní, protože právě tato vlhkost omývá kořeny rostlin a v ní dochází k výměně chemikálií. Ve druhém případě se z půdy vymyjí rozpustné chemické sloučeniny spojené s jeho částicemi. Výtěžnost soli ve vodním extraktu závisí na poměru půdy a roztoku a zvyšuje se se zvyšováním teploty extrakčního roztoku (až do určitých limitů, protože příliš vysoká teplota může zničit jakékoli látky nebo je převést do jiného skupenství ) a zvýšení objemu roztoku a stupně zjemnění půdy (až do určitých limitů, protože příliš jemné prachové částice mohou ztížit nebo znemožnit extrakci a filtraci roztoku).

Půdní roztok se získává pomocí řady nástrojů: lisování, centrifugace, vytěsnění nemísitelného kapalného roztoku, metoda vakuové filtrace a lyzimetrická metoda.

Tlakování se provádí vzorkem půdy odebraným z pole do laboratoře. Čím více roztoku je potřeba, tím větší je vzorek nebo vyšší aplikovaný tlak nebo obojí.

Centrifugace se provádí při 60 otáčkách za minutu po dlouhou dobu. Metoda je neefektivní a je vhodná pro vzorky půdy s vlhkostí blízkou plné možné vlhkosti dané půdy. Pro suchou půdu tato metoda není použitelná.

Vytěsnění půdní vlhkosti látkou nemísitelnou s půdním roztokem umožňuje získat prakticky veškerou půdní vlhkost, včetně kapilární, bez použití složitého zařízení. Jako vytěsňovací kapalina se používá alkohol nebo glycerin. Nevýhoda spočívá v tom, že tyto látky mají kromě vysoké hustoty vzhledem k některým sloučeninám dobrou extrakční schopnost (např. alkohol snadno extrahuje půdní organickou hmotu), takže je možné získat nadhodnocené hodnoty obsahu množství látek oproti jejich skutečnému obsahu v půdním roztoku. Metoda není vhodná pro všechny typy půd.

Při metodě vakuové filtrace se nad vzorkem pomocí vakua vytvoří podtlak, který překročí úroveň napětí půdní vlhkosti. V tomto případě nedochází k extrakci kapilární vlhkosti, protože tahové síly v kapiláře jsou vyšší než tahové síly volného povrchu kapaliny.

V terénu se používá lyzimetrická metoda. Lyzimetrická metoda umožňuje ani ne tak odhadnout gravitační vlhkost (tedy vlhkost schopnou pohybu zemními vrstvami vlivem gravitační síly - s výjimkou kapilární vlhkosti), ale porovnat obsah a migraci chemických prvků půdní roztok. Volná půdní vlhkost je gravitačními silami filtrována přes tloušťku půdního horizontu do vzorkovače umístěného na povrchu půdy.

Pro získání úplnějšího obrazu o chemickém složení půdy se připravuje půdní extrakt. K jeho získání se vzorek půdy rozdrtí, protlačí sítem s buňkami o průměru 1 mm, přidá se voda v hmotnostním poměru 1 díl půdy na 5 dílů bidestilované (očištěné od případných nečistot, odplyněno a deionizováno) voda, pH 6,6 - 6,8, teplota 20 0 C. Odplynění se provádí za účelem zbavení vody nečistot rozpuštěného plynného oxidu uhličitého, který ve spojení s určitými látkami dává nerozpustnou sraženinu snižující přesnost experimentu. Mohou mít i nečistoty jiných plynů Negativní vliv k výsledkům experimentu.

Pro přesnější vážení vzorku je třeba vzít v úvahu jeho přirozenou vlhkost, pole (u čerstvě odebraného vzorku) nebo hygroskopické (u vysušeného a skladovaného vzorku). Stanoví se jako procento hmotnosti vzorku, jeho obsah vlhkosti se převede na hmotnost a sečte se s požadovanou hmotností. Vzorek se umístí do suché baňky o objemu 500-750 ml, přidá se voda. Baňka se vzorkem půdy a vodou se pevně uzavře a dvě až tři minuty se protřepává. Poté se výsledný roztok filtruje přes bezpopelný papírový skládaný filtr. Je důležité, aby v místnosti nebyly žádné těkavé výpary kyselin (vhodné je provádět práce pod průvanem, kde se neskladují roztoky kyselin). Před filtrací se půdní roztok dobře protřepe, aby malé částice zeminy uzavřely největší póry filtru a filtrát byl průhlednější. Přibližně 10 ml výchozího filtrátu se vyhodí, protože obsahuje nečistoty z filtru. Filtrace zbytku primárního filtrátu se několikrát opakuje, práce na stanovení obsahu chemikálií ve vodném extraktu se zahajují ihned po jeho získání, protože časem dochází k chemickým procesům, které mění alkalitu roztoku, jeho oxidovatelnost atd. Již rychlost filtrace může ukázat relativní celkový obsah soli v roztoku. Pokud je vodní extrakt bohatý na soli, pak filtrace proběhne rychle a roztok se ukáže jako průhledný, protože soli zabraňují peptizaci půdních koloidů. Pokud je roztok chudý na soli, bude filtrace pomalá a nepříliš kvalitní. V tomto případě má smysl roztok několikrát filtrovat i přes nízkou rychlost, protože. při dodatečné filtraci se kvalita vodního extraktu zvyšuje v důsledku poklesu obsahu půdních částic v něm.

Metody pro kvantitativní analýzu extraktů nebo jakýchkoli jiných roztoků získaných během analýzy půd.

Interpretace výsledků půdních rozborů ve většině případů nezávisí na metodě měření. Při chemické analýze půd lze použít téměř jakoukoli z metod, které mají analytici k dispozici. V tomto případě se měří buď přímo požadovaná hodnota ukazatele, nebo hodnota, která s ní funkčně souvisí. Hlavní úseky chem. půdní rozbor: hrubý neboli elementární rozbor - umožňuje zjistit celkový obsah C, N, Si, Al, Fe, Ca, Mg, P, S, K, Na, Mn, Ti a dalších prvků v půdě ; analýza vodního extraktu (základ pro studium solných půd) - dává představu o obsahu ve vodě rozpustných látek v půdě (sírany, chloridy a uhličitany vápníku, hořčíku, sodíku atd.); stanovení nasákavosti půdy; identifikace zásobování půd živinami - stanovují množství snadno rozpustných (mobilních) sloučenin dusíku, fosforu, draslíku apod. absorbované rostlinami Velká pozornost je věnována studiu frakčního složení půdních organických látek, formy sloučenin hlavních složek půdy včetně stopových prvků.

V laboratorní praxi rozboru půdy se používají klasické chemické a instrumentální metody. S pomocí klasiky chemické metody můžete získat nejpřesnější výsledky. Relativní chyba stanovení je 0,1-0,2 %. Chyba většiny instrumentálních metod je mnohem vyšší - 2-5%

Z instrumentálních metod v analýze půdy se nejvíce používají elektrochemické a spektroskopické metody. Z elektrochemických metod se používají metody potenciometrické, konduktometrické, coulometrické a voltametrické, včetně všech moderních variant polarografie.

Pro posouzení půdy se výsledky rozborů porovnávají s optimálními hladinami obsahu prvků stanovenými experimentálně pro daný typ půdy a testovanými za produkčních podmínek, případně s údaji dostupnými v literatuře o zajištění půd s makro - a mikroprvky, nebo s MPC studovaných prvků v půdě. Poté je učiněn závěr o stavu půdy, jsou uvedena doporučení pro její použití, jsou vypočteny dávky meliorantů, minerálních a organických hnojiv pro plánovanou plodinu.

Při volbě metody měření je třeba vzít v úvahu charakteristiky chemických vlastností analyzované půdy, charakter indikátoru, požadovanou přesnost stanovení jeho hladiny, možnosti metod měření a proveditelnost požadovaných měření v podmínkách experimentu. jsou brány v úvahu. Přesnost měření je zase dána účelem studie a přirozenou variabilitou studované vlastnosti. Přesnost -- souhrnná charakteristika metody, hodnotící správnost a reprodukovatelnost výsledků analýzy.

Poměr úrovní obsahu některých chemických prvků v půdách.

Různé úrovně obsahu a různé chemické vlastnosti prvků neumožňují vždy použít stejnou metodu měření pro kvantitativní stanovení celého požadovaného souboru prvků.

Při elementární (hrubé) analýze půd se používají metody s různými detekčními limity. Pro stanovení chemických prvků, jejichž obsah přesahuje desetiny procenta, je možné použít klasické metody chemické analýzy - gravimetrické a titrimetrické.

Různé vlastnosti chemických prvků, různé úrovně jejich obsahu, nutnost stanovení různých ukazatelů chemického stavu prvku v půdě vyžadují použití metod měření s různými detekčními limity.

Kyselost půdy

Stanovení reakce zemin je jednou z nejběžnějších analýz jak v teoretickém, tak v aplikovaném výzkumu. Nejúplnější obraz o kyselých a zásaditých vlastnostech půd tvoří současné měření několika ukazatelů, včetně titrační kyselosti nebo zásaditosti - kapacitního faktoru a hodnoty pH - faktoru intenzity. Kapacitní faktor charakterizuje celkový obsah kyselin nebo zásad v půdách, závisí na něm pufrační kapacita půd, stabilita reakce v čase a ve vztahu k vnějším vlivům. Faktor intenzity charakterizuje sílu okamžitého působení kyselin nebo zásad na půdu a rostliny; závisí na tom tok minerálů do rostlin v daném časovém období. To nám umožňuje přesněji odhadnout kyselost půdy, protože v tomto případě se bere v úvahu celkové množství vodíkových a hliníkových iontů v půdě ve volném a absorbovaném stavu, aktuální kyselost (pH) se určuje potenciometricky. Potenciální kyselost se určuje přeměnou vodíkových a hliníkových iontů na roztok při kultivaci půdy s přebytkem neutrálních solí (KCl):

Výměnná kyselost půdy se posuzuje podle množství vytvořené volné kyseliny chlorovodíkové. Část iontů H + zůstává v absorbovaném stavu (silná HCl vzniklá v důsledku p-ii zcela disociuje a nadbytek volného H + v roztoku brání jejich úplnému vytěsnění z FPC). Méně pohyblivou část H + iontů lze převést do roztoku pouze dalším ošetřením půdy roztoky hydrolyticky alkalických solí (CH 3 COONa).

Hydrolytická kyselost půd se posuzuje podle množství vytvořené volné kyseliny octové. V tomto případě vodíkové ionty zcela přecházejí do roztoku (jsou vytěsněny z PPC), protože výsledná kyselina octová silně váže vodíkové ionty a reakce se posouvá doprava až do úplného vytěsnění vodíkových iontů z FPC. Hodnota hydrolytické acidity je rovna rozdílu mezi výsledky získanými zpracováním půdy s CH 3 COONa a KCl. V praxi se hodnota hydrolytické kyselosti bere jako výsledek získaný zpracováním půdy s CH 3 COONa.

Kyselost půdy je určena nejen vodíkovými ionty, ale také hliníkem:

Vysráží se hydroxid hlinitý a systém se prakticky neliší od systému, který obsahuje pouze absorbované vodíkové ionty. Ale i když AlCl% zůstane v roztoku, pak během titrace

AlCl3 + 3 NaOH \u003d A (OH) 3 + 3 NaCl

což je ekvivalentní reakci

3 HCl + 3 NaOH = 3 NaCl + 3 H 2 O. Absorbované hliníkové ionty jsou vytěsněny také při kultivaci půdy roztokem CH 3 COONa. V tomto případě se veškerý vytěsněný hliník vysráží ve formě hydroxidu.

Podle stupně kyselosti, stanoveno v solném extraktu 0,1n. KKCl potenciometricky se půdy dělí na:

Stanovení pH, výměnné kyselosti a mobilhliník podle Sokolova

Stanovení výměnné kyselosti je založeno na vytěsnění vodíkových a hliníkových iontů 1,0 n z FPC. Roztok KKCl:

Vzniklá kyselina se titruje alkálií a vypočítá se hodnota vyměnitelné kyselosti, vzhledem k součtu vodíkových a hliníkových iontů. Al se vysráží 3,5% roztokem NaF.

Opakovaná titrace roztoku umožňuje určit kyselost pouze díky vodíkovým iontům.

Podle rozdílu mezi údaji první a druhé titrace se vypočítá obsah hliníku v půdě.

Průběh analýzy

1. Na technické váze odeberte vzorek 40 g zeminy suché na vzduchu metodou průměrného vzorku.

2. Přeneste vzorek do kónické baňky o objemu 150–300 ml.

3. Nalijte 100 ml 1,0 N z byrety. KCI (pH 5,6-6,0).

4. Třepejte na rotátoru 1 hodinu nebo třepejte 15 minut. a nechte přes noc.

5. Filtrujte přes suchou papírovou skládanou nálevku, první část filtrátu vyhoďte.

6. Potenciometricky určete hodnotu pH ve filtrátu.

7. Ke stanovení vyměnitelné kyselosti napipetujte 25 ml filtrátu do 100 ml Erlenmeyerovy baňky.

8. Filtrát vařte na hořáku nebo elektrickém sporáku 5 minut. přesýpací hodiny k odstranění oxidu uhličitého.

9. K filtrátu přidejte 2 kapky fenolftaleinu a horký roztok titrujte 0,01 nebo 0,02 N. alkalického roztoku (KOH nebo NaOH) do stabilní růžové barvy - 1. titrace.

10. Do jiné Erlenmeyerovy baňky napipetujte také 25 ml filtrátu, vařte 5 minut, ochlaďte ve vodní lázni na pokojovou teplotu.

11. Do vychladlého filtrátu nalijte pipetou 1,5 ml 3,5% roztoku fluoridu sodného, ​​promíchejte.

12. Přidejte 2 kapky fenolftaleinu a titrujte 0,01 nebo 0,02 N. alkalický roztok do mírně růžového zbarvení - 2. titrace.

Výpočet

1. Výměnná kyselost díky vodíkovým a hliníkovým iontům (podle výsledků 1. titrace) v meq na 100 g suché půdy:

kde: P - ředění 100/25=4; H - vzorek půdy v gramech; K - koeficient půdní vlhkosti; ml KOH - množství alkálie použité pro titraci; n. KOH - alkalická normalita.

2 Výpočet kyselosti vlivem vodíkových iontů je stejný, ale podle výsledků druhé titrace, po vysrážení hliníku.

* Při stanovení těchto ukazatelů ve vlhké půdě se současně zjišťuje procento vlhkosti.

Reagencie

1. Řešení 1 n. KCl, 74,6 g chemicky čistý KCl se rozpustí ve 400-500 ml destilované vody, převede se do odměrné baňky na 1 litr a doplní se po značku. pH činidla by mělo být 5,6-6,0 (před zahájením analýzy zkontrolujte - v případě potřeby nastavte požadovanou hodnotu pH přidáním 10% roztoku KOH)

2. 0,01 nebo 0,02 n. roztok KOH nebo NaOH se připraví z navážené části činidla nebo fixanalu.

3. 3,5% roztok fluoridu sodného, ​​připravený s destilovanou vodou bez CO 2 (destilovaná voda se vaří, odpaří se na 1/3 původního objemu).

Metody stanovení prioritních polutantů v půdách

Samostatně, s ohledem na závažnost a důležitost problému, je třeba zmínit potřebu analýzy těžkých kovů v půdách. Identifikace kontaminace půd těžkými kovy je prováděna přímými metodami vzorkování půd ve studovaných oblastech a jejich chemickým rozborem. Používá se také řada nepřímých metod: vizuální hodnocení stavu fytogeneze, analýza distribuce a chování indikačních druhů mezi rostlinami, bezobratlými a mikroorganismy. Doporučuje se odebírat vzorky půdy a vegetace v okruhu od zdroje znečištění s přihlédnutím k převládajícím větrům na trase dlouhé 25-30 km. Vzdálenost od zdroje znečištění k detekci halo znečištění se může lišit od stovek metrů až po desítky kilometrů. Stanovení úrovně toxicity těžkých kovů není jednoduché. U půd s různým mechanickým složením a obsahem organické hmoty bude tato úroveň odlišná. MPC byly navrženy pro rtuť - 25 mg/kg, arsen - 12-15, kadmium - 20 mg/kg. Byly stanoveny některé škodlivé koncentrace řady těžkých kovů v rostlinách (g/mil.): olovo - 10, rtuť - 0,04, chrom - 2, kadmium - 3, zinek a mangan - 300, měď - 150, kobalt - 5, molybden a nikl - 3, vanad - 2. Kadmium. V kyselých půdních roztocích je přítomen ve formách Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, alkalické půdy - Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, CdHCO 3. Ionty kadmia (Cd 2+) tvoří 80-90 % z celkového množství v roztoku, kromě těch půd, které jsou kontaminovány chloridy a sírany. V tomto případě je 50 % z celkového množství kadmia CdCl + a CdS04. Kadmium je náchylné k aktivní biokoncentraci, která vede v krátké době k jeho přebytku v biologicky dostupných koncentracích. Kadmium je tedy nejsilnější půdní toxický ve srovnání s jinými těžkými kovy. Kadmium netvoří vlastní minerály, ale je přítomno ve formě nečistot, nejvíce je v půdách zastoupeno výměnnými formami (56-84 %). Kadmium se s humusovými látkami prakticky neváže. Vést. Půdy se vyznačují méně rozpustnými a méně pohyblivými formami olova ve srovnání s kadmiem. Obsah tohoto prvku ve vodě rozpustné formě je 1,4%, ve výměně - 10% hrubého; více než 8 % olova je spojeno s organickou hmotou, většina z tohoto množství jsou fulváty. 79 % olova je spojeno s minerální složkou půdy. Koncentrace olova v půdách pozaďových oblastí světa je 1-80 mg/kg. Výsledky mnohaletého celosvětového výzkumu ukázaly průměrný obsah olova v půdách 16 mg/kg. Rtuť. Rtuť je nejtoxičtějším prvkem v přírodních ekosystémech. Iont Hg 2+ může být přítomen ve formě jednotlivých organortuťových sloučenin (methyl-, fenyl-, ethylrtuť atd.). Ionty Hg 2+ a Hg + mohou být spojeny s minerály jako součást jejich krystalové mřížky. Při nízkých hodnotách pH půdní suspenze je většina rtuti sorbována organickou hmotou a se zvyšujícím se pH se zvyšuje množství rtuti spojené s půdními minerály.

Olovo a kadmium

Pro stanovení obsahu olova a kadmia v objektech přírodního prostředí na úrovni pozadí se nejvíce využívá metoda atomové absorpční spektrofotometrie (AAS). Metoda AAS je založena na atomizaci analyzovaného prvku převedeného do roztoku v grafitovém článku v atmosféře inertního plynu a absorpci rezonanční čáry emisního spektra duté katodové výbojky odpovídajícího kovu. Absorpce olova se měří při vlnové délce 283,3 nm, kadmium při vlnové délce 228,8 nm. Analyzovaný roztok prochází fázemi sušení, zpopelnění a atomizace v grafitovém článku pomocí vysokoteplotního ohřevu elektrický šok v proudu inertního plynu. Absorpce rezonanční čáry emisního spektra duté katodové lampy odpovídajícího prvku je úměrná obsahu tohoto prvku ve vzorku. Při elektrotermické atomizaci v grafitové kyvetě je limit detekce pro olovo 0,25 ng/ml, pro kadmium 0,02 ng/ml.

Pevné vzorky půdy se vloží do roztoku takto: 5 g na vzduchu vysušené půdy se vloží do křemenného kelímku, zalije se 50 ml koncentrované kyseliny dusičné, opatrně se odpaří na objem přibližně 10 ml, 2 ml 1N kyseliny chlorovodíkové jsou přidány. roztok kyseliny dusičné. Vzorek se ochladí a zfiltruje. Filtrát se v odměrné baňce zředí dvakrát destilovanou vodou na objem 50 ml. Do grafitové kyvety se mikropipetou zavede alikvot 20 μl vzorku a změří se koncentrace prvku.

Rtuť

Nejselektivnější a vysoce citlivou metodou pro stanovení obsahu rtuti v různých přírodních objektech je metoda atomové absorpce za studena. Vzorky půdy se mineralizují a rozpouštějí směsí kyseliny sírové a dusičné. Výsledné roztoky se analyzují atomovou absorpcí. Rtuť v roztoku se redukuje na kovovou rtuť a pomocí provzdušňovače se rtuťové páry přivádějí přímo do kyvety atomového absorpčního spektrofotometru. Mez detekce je 4 µg/kg.

Měření se provádí následovně: zařízení se uvede do provozu, zapne se mikroprocesor, do vzorku se nalije rozpuštěný vzorek o objemu 100 ml, poté se přidá 5 ml 10% roztoku chloridu cínatého a perlátor se zátkou na tenké části je okamžitě vložen. Zaznamenejte maximální hodnotu spektrofotometru, který se používá k výpočtu koncentrace.

2. Analýza rostlin

Analýza rostlin nám umožňuje vyřešit následující problémy.

1. Zkoumejte transformaci makro- a mikroprvků v systému půda - rostlina- hnojiva pro různé způsoby pěstování rostlin.

2. Určete obsah hlavních biosložek v rostlinných předmětech a krmivech: bílkovin, tuků, sacharidů, vitamínů, alkaloidů a korespondenci jejich obsahu přijaté normy a standardy.

3. Posoudit vhodnost rostlin pro spotřebitele (dusičnany, těžké kovy, alkaloidy, toxické látky).

Vzorkování rostlin

Odběr vzorků rostlin je kritickou fází práce, která vyžaduje určité dovednosti a zkušenosti. Chyby ve vzorkování a přípravě k analýze nejsou kompenzovány kvalitním analytickým zpracováním odebraného materiálu. Základem vzorkování rostlin v agro- a biocenózách je metoda průměrného vzorkování. Aby průměrný vzorek odrážel stav celé populace rostlin, bere se v úvahu makro- a mikroreliéf, hydrotermální podmínky, uniformita a hustota rostlin a jejich biologické vlastnosti.

Vzorky rostlin se odebírají za suchého počasí, ráno, po zaschnutí rosy. Při studiu metabolických procesů v rostlinách v dynamice jsou tyto hodiny pozorovány během celého vegetačního období.

Existují plodiny kontinuálního setí: pšenice, oves, ječmen, obilné plodiny, bylinky atd. a obdělané: brambory, kukuřice, řepa atd.

Pro kontinuální výsev je na pokusném pozemku rovnoměrně rozděleno 5-6 pozemků o velikosti 0,25-1,00 m 2, rostliny z pozemku sečou na výšku 3-5 cm Celkový objem odebraného materiálu je kombinovaný vzorek . Po pečlivém zprůměrování tohoto vzorku se odebere průměrný vzorek o hmotnosti 1 kg. Průměrný vzorek se zváží a poté se analyzuje podle botanického složení, přičemž se zohlední plevel, nemocné rostliny, které jsou vyloučeny ze vzorku.

Rozdělení rostlin na orgány se provádí s váhovým účtováním ve vzorku listů, stonků, klasů, květů, klasů. Mladé rostliny nejsou rozlišeny podle orgánů a jsou fixovány jako celek. Pro řádkové plodiny, zejména vysoké plodiny, jako je kukuřice, slunečnice atd. kombinovaný vzorek se skládá z 10-20 rostlin střední velikosti odebraných diagonálně z pozemku nebo střídavě v nesousedních řadách.

Při výběru okopanin se vykope 10-20 rostlin střední velikosti, očistí se od půdy, vysuší, zváží, oddělí se nadzemní orgány a zváží se okopaniny.

Průměrný vzorek je vyroben s ohledem na velikost hlíz, klasů, košů atd. K tomu se materiál vizuálně třídí na velký, střední, malý a podle toho podíl frakce tvoří průměrný vzorek. U vysokých plodin lze vzorek zprůměrovat podélnou disekcí celé rostliny shora dolů.

Kritériem pro posouzení správného odběru vzorků je konvergence výsledků chemické analýzy při paralelních stanoveních. Rychlost chemických reakcí ve vzorcích rostlin odebraných v období aktivní vegetace je mnohem vyšší než u mnoha analyzovaných objektů. Díky práci enzymů pokračují biochemické procesy, jejichž výsledkem je rozklad látek, jako je škrob, bílkoviny, organické kyseliny a především vitamíny. Úkolem výzkumníka je zkrátit na minimum dobu od odběru vzorků po analýzu nebo fixaci rostlinného materiálu. Snížení rychlosti reakcí lze dosáhnout prací s čerstvými rostlinami v chladu v klimatické komoře (+4°C), jakož i krátkodobým skladováním v domácí lednici. V čerstvém rostlinném materiálu při přirozené vlhkosti se stanovují ve vodě rozpustné formy bílkovin, sacharidů, enzymů, draslíku, fosforu a stanovuje se obsah dusičnanů a dusitanů. S malou chybou lze tato stanovení provést ve vzorcích rostlin po lyofilizaci.

Ve fixovaných vzorcích suchých na vzduchu jsou stanoveny všechny makroživiny, tzn. složení popela rostlin, celkový obsah bílkovin, sacharidů, tuků, vlákniny, pektinových látek. Sušení vzorků rostlin na absolutní suchou hmotnost pro analýzu je nepřijatelné, protože rozpustnost a fyzikálně-chemické vlastnosti mnoha organických sloučenin jsou narušeny a dochází k nevratné denaturaci proteinů. Při analýze technologické vlastnosti jakékoliv předměty, je povoleno sušení při teplotě nepřesahující 30 °C. Zvýšené teploty mění vlastnosti protein-sacharidových komplexů v rostlinách a zkreslují výsledky stanovení.

Fixace rostlinného materiálu

Uchování organických a popelovitých látek ve vzorcích rostlin v množství blízkém jejich přirozenému stavu se provádí z důvodu fixace. Používá se fixace teploty a sušení mrazem. V prvním případě se stabilizace složení rostlin provádí díky inaktivaci enzymů a ve druhém případě díky sublimaci, zatímco rostlinné enzymy zůstávají v aktivním stavu, proteiny nedenaturují. Teplotní fixace rostlinného materiálu se provádí v peci. Rostlinný materiál se umístí do kraftových papírových sáčků a vloží do pece předehřáté na 105-110 °C. Po naložení se teplota udržuje na 90-95°C po dobu 10-20 minut v závislosti na vlastnostech rostlinného materiálu. Při takovém teplotním ošetření vlivem vodní páry dochází k inaktivaci rostlinných enzymů. Na konci fixace by měl být rostlinný materiál vlhký a zpomalený, přičemž by si měl zachovat barvu. Další sušení vzorku se provádí za přístupu vzduchu v otevřených sáčcích při teplotě 50-60°C po dobu 3-4 hod. Uvedené teploty a časové intervaly by neměly být překročeny. Dlouhodobé zahřívání při vysoké teplotě vede k tepelnému rozkladu mnoha látek obsahujících dusík a karamelizaci sacharidů rostlinné hmoty. Vzorky rostlin s vysokým obsahem vody - kořeny, plody, bobule atd. rozdělena na segmenty tak, aby analýza zahrnovala periferní a centrální část plodu. Soubor segmentů pro odběr vzorků je tvořen segmenty velkých, středních a malých plodů nebo hlíz v jejich vhodném poměru v porostu. Segmenty průměrného vzorku jsou rozdrceny a fixovány v smaltovaných kyvetách. Pokud jsou vzorky objemné, pak se nadzemní část rostlin těsně před fixací rozdrtí a rychle uzavře do sáčků. Pokud mají vzorky určovat pouze soubor chemických prvků, nelze je fixovat, ale sušit při pokojové teplotě. Sušení rostlinného materiálu se nejlépe provádí v termostatu při teplotě 40-60 0 C, protože při pokojové teplotě může hmota hnít a kontaminovat se prachovými částicemi z atmosféry. Vzorky obilí a semen nepodléhají teplotní fixaci, ale suší se při teplotě do 30°C. Lyofilizace rostlinného materiálu (sušení sublimací) je založena na odpařování ledu s obtokem kapalné fáze. Sušení materiálu během lyofilizace se provádí následovně: vybraný rostlinný materiál se zmrazí do pevného stavu a vzorek se naplní kapalným dusíkem. Vzorek se poté umístí do lyofilizátoru, kde se suší při nízké teplotě a ve vakuu. V tomto případě je vlhkost absorbována speciálním desikantem (reagentem), který se používá jako silikagel, chlorid vápenatý atd. Lyofilizace inhibuje enzymatické procesy, ale enzymy samotné zůstávají zachovány.

Mletí rostlinných vzorků a jejich skladování.

Mletí rostlin se provádí za sucha na vzduchu. Rychlost mletí se zvyšuje, pokud jsou vzorky předsušené v termostatu. Nepřítomnost hygroskopické vlhkosti v nich je určena vizuálně: křehké, snadno lámavé stonky a listy v rukou jsou nejvhodnějším materiálem pro broušení.

Pro mletí sypkých vzorků o hmotnosti nad 30 g se používají laboratorní mlýnky, pro mletí malých vzorků domácí mlýnky na kávu. Ve velmi malých množstvích jsou vzorky rostlin rozemlety v porcelánovém hmoždíři a poté materiál prochází sítem. Rozdrcený materiál se proseje přes síto. Průměr otvorů závisí na specifikách analýzy: od 1 mm do 0,25 mm. Část materiálu, která neprošla sítem, se znovu mele ve mlýně nebo v hmoždíři. "Odmítnutí" rostlinného materiálu není povoleno, protože se tím mění složení průměrného vzorku. Při velkém objemu mletých vzorků je možné objem zmenšit přechodem z průměrného laboratorního vzorku na průměrný analytický, jehož hmotnost je 10-50 g, u zrna minimálně 100 g. Výběr je vyrobeno čtvrcením. Laboratorní vzorek je rovnoměrně rozložen na papíře nebo skle ve formě kruhu nebo čtverce. Špachtle je rozdělena na malé čtverce (1-3 cm) nebo segmenty. Materiál z nesousedících čtverců se odebírá do analytického vzorku.

Stanovení různých látek v rostlinném materiálu

Stanovení vodorozpustných forem sacharidů

Obsah sacharidů a jejich rozmanitost jsou určeny rostlinným druhem, vývojovou fází a abiotickými faktory prostředí a značně se liší. Pro stanovení monosacharidů existují kvantitativní metody: chemické, polarimetrické. Stanovení polysacharidů v rostlinách se provádí stejnými metodami, ale nejprve je kyslíková vazba (-O-) těchto sloučenin zničena v procesu kyselé hydrolýzy. Jedna z hlavních metod stanovení - Bertrandova metoda je založena na extrakci rozpustných sacharidů z rostlinného materiálu horkou destilovanou vodou. V jedné části filtrátu jsou stanoveny monosacharidy, ve druhé - po hydrolýze kyselina chlorovodíková- di- a trisacharidy, které se současně rozkládají na glukózu

Stanovení draslíku, fosforu, dusíku na základě na reakce hydrolýzy a oxidace organických látek rostlin se silnými oxidačními činidly (směs síry a chloru na-t). Hlavním oxidačním činidlem je kyselina chloristá (HclO 4). Organické látky bez dusíku se oxidují na vodu a oxid uhličitý, přičemž se uvolňují prvky popela ve formě oxidů. Organické sloučeniny obsahující dusík se hydrolyzují a oxidují na vodu a oxid uhličitý, přičemž se uvolňuje dusík ve formě amoniaku, který je okamžitě vázán kyselinou sírovou. V roztoku jsou tedy prvky popela ve formě oxidů a dusík ve formě síranu amonného a amonné soli kyseliny chloristé. Metoda eliminuje ztráty dusíku, fosforu a draslíku ve formě jejich oxidů, protože rostlinná hmota je vystavena teplotě 332°C. To je bod varu kyseliny sírové, zatímco kyselina chloristá má mnohem nižší bod varu - 121 °C.

Definiceobsah dusičnanů a dusitanů. Rostliny akumulují dusičnany a dusitany ve velkém množství. Tyto sloučeniny jsou toxické pro člověka i zvířata, nebezpečné jsou zejména dusitany, jejichž toxicita je 10x vyšší než u dusičnanů. Dusitany v lidském a zvířecím těle přeměňují železnaté železo hemoglobinu na trojmocné. Výsledný metahemoglobin není schopen přenášet kyslík. Je nutná přísná kontrola obsahu dusičnanů a dusitanů v rostlinných produktech. Pro stanovení obsahu dusičnanů v rostlinách byla vyvinuta řada metod. Nejpoužívanější ionometrická expresní metoda. Dusičnany se extrahují roztokem kamence draselného, ​​následuje měření koncentrace dusičnanů v roztoku pomocí iontově selektivní elektrody. Citlivost metody je 6 mg/dm 3 . Mez stanovení dusičnanů v suchém vzorku je 300 ml -1 , v surovém - 24 -30 ml - 1 . Zastavme se podrobněji u analýzy celkového dusíku v rostlinách.

Stanovení celkového dusíku pomocí Kbeldalu

Vyšší obsah dusíku je pozorován v generativních orgánech, zejména v obilí, a jeho koncentrace je nižší v listech, stoncích, kořenech, okopaninách a velmi málo ve slámě. Celkový dusík v rostlině je reprezentován dvěma formami: bílkovinným dusíkem a dusíkem nebílkovinných sloučenin. Mezi posledně jmenované patří dusík, který je součástí amidů, volné aminokyseliny, dusičnany a amoniak.

Obsah bílkovin v rostlinách je určen množstvím bílkovinného dusíku, obsah bílkovinného dusíku (v procentech) se násobí faktorem 6,25 při analýze vegetativních orgánů a okopanin a 5,7 při analýze zrna. Nebílkovinné formy dusíku tvoří 10-30 % celkového dusíku ve vegetativních orgánech a ne více než 10 % v zrnu. Obsah nebílkovinného dusíku ke konci vegetačního období klesá, proto je v produkčních podmínkách jeho podíl zanedbáván. V tomto případě se stanoví celkový dusík (v procentech) a jeho obsah se převede na bílkoviny. Tento indikátor se nazývá „surový protein“ nebo protein. Princip metody. Část rostlinného materiálu je zpopelněna v Kjeldahlově baňce koncentrovanou kyselinou sírovou za přítomnosti jednoho z katalyzátorů (kovový selen, peroxid vodíku, kyselina chloristá atd.) Teplota zpopelnění 332°C. V procesu hydrolýzy a oxidace organické hmoty se dusík v baňce ukládá v roztoku ve formě síranu amonného.

Amoniak se oddestiluje v Kjeldahlově přístroji zahříváním a varem roztoku.

V kyselém prostředí nedochází k hydrolytické disociaci síranu amonného, ​​parciální tlak amoniaku je nulový. V alkalickém prostředí se rovnováha posouvá, v roztoku vzniká amoniak, který se při zahřívání snadno odpařuje.

2NH4OH \u003d 2NH3 * 2H20.

Amoniak se neztrácí, ale prochází lednicí nejprve ve formě plynu a poté, kondenzuje, padá do přijímače s titrovanou kyselinou sírovou a váže se s ní, opět tvoří síran amonný:

2NH3 + H2SO4 \u003d (NH4)2S04.

Přebytek kyseliny, který není spojen s amoniakem, se titruje zásadou přesně stanovené normality pomocí kombinovaného indikátoru nebo methyl rota.

Průběh analýzy

1. Na analytické váze odeberte pomocí zkumavky vzorek rostlinného materiálu? 0,3-0,5 ± 0,0001 g (podle rozdílu mezi hmotností zkumavky se vzorkem a hmotností zkumavky se zbytky materiál) a na konec zkumavky nasaďte pryžovou hadičku 12-15 cm a opatrně spusťte vzorek na dno Kjeldahlovy baňky. Do baňky s malým válečkem nalijte 10-12 ml koncentrované kyseliny sírové (d=1,84). Rovnoměrné zpopelnění rostlinného materiálu začíná již při pokojové teplotě, proto je lepší nechat vzorky naplněné kyselinou přes noc.

2. Baňky položte na elektrický sporák a provádějte postupné spalování, nejprve na nízkou teplotu (dejte azbest), poté na vysokou za občasného mírného protřepávání. Když se roztok stane homogenním, přidejte katalyzátor (několik krystalů selenu nebo několik kapek peroxidu vodíku) a pokračujte v hoření, dokud se roztok zcela nezbarví.

Katalyzátory. Použití katalyzátorů přispívá ke zvýšení bodu varu kyseliny sírové a urychlení zpopelnění. V různých modifikacích Kjeldahlovy metody se používá kovová rtuť a selen, síran draselný, síran měďnatý, peroxid vodíku. Nedoporučuje se používat pro spalování jako katalyzátor samotnou kyselinu chloristou nebo smíchanou s kyselinou sírovou. Rychlost oxidace materiálu je v tomto případě zajištěna nikoli zvýšením teploty, ale rychlým uvolňováním kyslíku, které je doprovázeno ztrátami dusíku při zpopelňování.

3. Odstraňování amoniaku. Po ukončení spalování se Kjeldahlova baňka ochladí a po stěnách se do ní opatrně nalije destilovaná voda, obsah se promíchá a hrdlo baňky se opláchne. První část vody se nalije po hrdlo a kvantitativně se přenese do 1 1 baňky s kulatým dnem. Kjeldahlova baňka se ještě 5-6krát promyje malými dávkami horké destilované vody, přičemž se promývací voda pokaždé vypustí do destilační baňky. Destilační baňku naplňte promývací vodou do 2/3 objemu a přidejte 2-3 kapky fenolftaleinu. Malé množství vody znesnadňuje odpařování během destilace a velké množství může způsobit přesun vroucí vody do chladničky.

4. Nalijte 25-30 ml 0,1 n. H 2 SO 4 (s přesně nastaveným titrem), přidejte 2-3 kapky methylroth indikátoru nebo Groakova činidla (fialová barva). Špička trubice chladničky je ponořena do kyseliny. Odizolovací baňka se umístí na ohřívač a připojí se k lednici, přičemž se kontroluje těsnost spoje. Ke zničení síranu amonného a odstranění amoniaku se používá 40% alkalický roztok odebraný v objemu, který je čtyřnásobkem objemu koncentrované kyseliny sírové odebrané během spalování vzorku.

Podobné dokumenty

    Podstata agronomické chemie. Půdní znaky, systém ukazatelů chemického složení, principy stanovení a interpretace. Metody stanovení prioritních znečišťujících látek. Analýza rostlin. Stanovení druhů a forem minerálních hnojiv.

    semestrální práce, přidáno 25.03.2009

    Metody klasifikace hnojiv. Vlastnosti skladování a manipulace s minerálními hnojivy, požadavky na jejich kvalitu. Povinné označování minerálních hnojiv. Výpočet dávek minerálních hnojiv podle účinné látky. Technika hnojení.

    tutoriál, přidáno 15.06.2010

    Monitoring, klasifikace půd. Metoda stanovení hygroskopické vlhkosti půdy, výměnná kyselost. Stanovení celkové alkality a alkality vlivem uhličitanových iontů. Komplexometrické stanovení celkového obsahu železa v půdách.

    úkol, přidáno 11.9.2010

    Metody stanovení železa v půdách: atomová absorpce a komplexometrické. Poměr skupin sloučenin železa v různých půdách. Metody stanovení mobilních forem železa pomocí thiokyanatanu amonného. Referenční roztoky pro analýzu.

    test, přidáno 12.8.2010

    Látky, především soli, které obsahují živiny potřebné pro rostliny. Dusíkatá, fosfátová a draselná hnojiva. Význam a využití všech faktorů, které určují vysoký účinek hnojiv s přihlédnutím k agrometeorologickým podmínkám.

    abstrakt, přidáno 24.12.2013

    Složení a vlastnosti základních dusíkatých hnojiv. Draselná hnojiva, jejich vlastnosti. Vysoká, nížinná a přechodná rašelina. Hodnota produkce minerálních hnojiv v ekonomice země. Technologický proces Výroba. Ochrana životního prostředí.

    semestrální práce, přidáno 16.12.2015

    Přehled vývoje metody stanovení dusíku v oceli. Charakteristika systému analyzátoru kapalného kovového dusíku multilaboratorní nitrisový systém. Vlastnosti špičky sondy Nitris ponořené do tekuté oceli. Analýza fází cyklu měření obsahu dusíku.

    test, přidáno 05.03.2015

    abstrakt, přidáno 23.01.2010

    obecné charakteristiky minerální hnojiva. Technologické schéma pro výrobu dusičnanu amonného v JSC "Akron". Příprava materiálové a tepelné bilance. Stanovení teploty procesu, konečné koncentrace ledku; vlastnosti produktu.

    zpráva z praxe, přidáno 30.08.2015

    Vlastnosti měření složení látek a materiálů. Podrobný popis metod pro stanovení neznámých koncentrací v instrumentálních metodách analýzy. Zobecněná interpretace fyzikální a chemické analýzy jako samostatné vědní disciplíny.


Hrubý rozbor se provádí buď na listech určité polohy na rostlině, nebo v celé nadzemní části nebo v jiných indikačních orgánech.
Diagnostika od hrubá analýza listy - zralý, dokončený růst, ale aktivně fungující, se nazýval "diagnostika listů". Navrhli to francouzští vědci Lagatu a Mom a podpořila ho Lundegard. V současné době je tento typ chemické diagnostiky hojně využíván jak v zahraničí, tak i u nás, zejména u rostlin, v jejichž kořenech jsou dusičnany téměř zcela redukovány, a proto nelze touto formou kontrolovat výživu dusíkem v nadzemních částech ( jablko a ostatní semeno a peckovina)., jehličnaté, bohaté na třísloviny, cibulovité aj.).
Při hromadné analýze listů nebo jiných částí rostlin se ke stanovení N, P, K, Ca, Mg, S a dalších prvků v nich používají obvyklé metody zpopelňování organické hmoty. Častěji se stanovení provádí ve dvou částech: v jedné je dusík stanoven Kjeldahlem, ve druhé zbývající prvky po mokrém, polosuchém nebo suchém zpopelnění. Při mokrém zpopelňování se používá buď silná H2SO4 s katalyzátory, nebo smíchaná s HNO3, nebo s HClO4, nebo s H2O2. Při suchém spalování je nutná pečlivá kontrola teploty, protože při spalování při teplotách nad 500 °C může docházet ke ztrátám P, S a dalších prvků.
Z iniciativy Francie byl v roce 1959 zorganizován Meziústavní výbor pro studium techniky diagnostiky chemických listů, složený z 13 francouzských, 5 belgických, 1 holandského, 2 španělského, 1 italského a 1 portugalského institutu. Ve 25 laboratořích těchto ústavů byly provedeny chemické rozbory stejných vzorků listů 13 plodin (polních a zahradních) na celkový obsah N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu a Zn. To umožnilo komisi, po matematickém zpracování dat, doporučit metody pro získání standardních vzorků listů a dát standardních metod jejich chemickou analýzu pro kontrolu přesnosti takových analýz v diagnostice plechů.
Zpopelnění vzorků listů se doporučuje následovně: pro stanovení celkového dusíku podle Kjeldahla popel s H2SO4 (hmotnost 1,84), s katalyzátory K2SO4 + CuSO4 a selenem. Pro stanovení dalších prvků se používá suché zpopelnění vzorku v platinových miskách s postupným (2 hod.) ohřevem mufle na 450 °C; po ochlazení v mufle po dobu 2 hodin se popel rozpustí ve 2-3 ml vody + 1 ml HCl (hmotnost 1,19). Odpařujte na sporáku, dokud se neobjeví první páry. Přidejte vodu, přefiltrujte do 100 ml odměrné baňky. Filtrační koláč se zpopelní při 550 °C (maximum), přidá se 5 ml kyseliny fluorovodíkové. Suší se na dlaždici při teplotě nepřesahující 250 °C. Po ochlazení se přidá 1 ml stejné HCl a znovu se zfiltruje do stejné baňky, promyje se teplá voda. Filtrát doplněný vodou na 100 ml se používá pro analýzu obsahu makro- a mikroprvků.
Docela velká variace je v metodách zpopelňování rostlinných vzorků, které se liší především rostlinnými druhy – bohatými na tuky či křemík apod., a v úkolech určování některých prvků. Dost Detailní popis Techniku ​​použití těchto metod suchého popílku dostal polský vědec Novosilsky. Poskytují také popisy různé cesty mokré zpopelňování pomocí určitých oxidačních činidel: H2SO4, HClO4, HNO3 nebo H2O2 v jedné nebo jiné kombinaci, v závislosti na stanovovaných prvcích.
Pro urychlení rozboru, nikoli však na úkor přesnosti, se hledají cesty pro takový způsob spalování rostlinného vzorku, který by umožnil stanovit více prvků v jednom vzorku. V. V. Pinevich použil zpopelnění H2SO4 ke stanovení N a P v jednom vzorku a následně přidal 30 % H2O2 (kontrola na nepřítomnost P). Tento princip zpopelňování s určitými vylepšeními našel široké uplatnění v mnoha laboratořích v Rusku.
Další široce používanou metodu kyselého zpopelnění vzorku pro současné stanovení několika prvků v něm navrhl K.E. Ginzburg, G.M. Shcheglova a E.A. Wolfius a je založen na použití směsi H2SO4 (sp. hmotnost 1,84) a HClO4 (60%) v poměru 10:1 a směs kyselin je předběžně připravena pro celou šarži analyzovaného materiálu.
Pokud je nutné stanovit síru v rostlinách, nejsou popsané metody zpopelňování vhodné, protože zahrnují kyselinu sírovou.
P.X. Aydinyan a jeho spolupracovníci navrhli spálit vzorek rostliny, aby v něm určili síru, smíchat jej s bartholitovou solí a čistým pískem. Metoda V. I. Kuzněcova s ​​jeho spolupracovníky je poněkud přepracovanou Schönigerovou metodou. Princip metody spočívá v rychlém zpopelnění vzorku v baňce naplněné kyslíkem s následnou titrací vzniklých síranů roztokem chloridu barnatého s barnatým nitchromasovým kovovým indikátorem. Pro zajištění větší přesnosti a reprodukovatelnosti výsledků analýzy doporučujeme nechat výsledný roztok projít kolonou s iontoměničovou pryskyřicí v H+ formě, aby se roztok uvolnil od kationtů. Takto získaný roztok síranu by měl být odpařen na plotýnce na objem 7-10 ml a po ochlazení titrován.
Novosilsky, poukazující na velké ztráty síry při suchém spalování, uvádí pro tyto analýzy receptury na popelovny. Autor považuje za jeden z nejjednodušších a nejrychlejších způsobů zpopelňování podle Butterse a Cheneryho kyselinou dusičnou.
Stanovení obsahu každého prvku ve vzorku popela tak či onak se provádí různými metodami: kolorimetrickou, komplexometrickou, spektrofotometrickou, neutronovou aktivací, pomocí autoanalyzátorů atd.

Již na počátku 16. stol. byla zjištěna důležitá pravda: léčivé vlastnosti každá rostlina je určena svým chemickým složením, tedy přítomnost určitých látek, které mají určitý vliv na lidský organismus. Na základě analýzy četných skutečností bylo možné identifikovat určité farmakologické vlastnosti a spektrum léčebného účinku mnoha skupin chemických sloučenin tzv. účinné látky. Nejvýznamnější z nich jsou alkaloidy, srdeční glykosidy, triterpenové glykosidy (saponiny), flavonoidy (a další fenolické sloučeniny), kumariny, chinony, xangony, seskviterpenové laktony, lignany, aminokyseliny, polysacharidy a některé další sloučeniny. Ze 70 skupin v současnosti známých přírodních sloučenin nás často zajímá jen několik skupin, které mají biologickou aktivitu. To omezuje výběr a urychluje tak hledání přírodních chemikálií, které potřebujeme. Například, antivirová aktivita mají pouze některé skupiny flavonoidů, xantonů, alkaloidů, terpenoidů a alkoholů; protinádorové- některé alkaloidy, kyanidy, triterpenketony, diterpenoidy, polysacharidy, fenolické sloučeniny atd. Polyfenolické sloučeniny se vyznačují hypotenzní, antispasmodickou, protivředovou, choleretickou a baktericidní aktivitou. Mnoho tříd chemických sloučenin a jednotlivých chemikálií má přesně definované a spíše omezené spektrum biomedicínské aktivity. Ostatní, obvykle velmi široké třídy, jako např alkaloidy, mají velmi široké, pestré spektrum účinku. Takové sloučeniny si zaslouží komplexní lékařskou a biologickou studii a především v oblastech, které nás zajímají, doporučit. Pokroky v analytické chemii umožnily vyvinout jednoduché a rychlé metody (expresní metody) pro identifikaci chemických sloučenin a jednotlivých chemikálií ve třídách (skupinách), které potřebujeme. V důsledku toho metoda hromadných chemických analýz, jinak nazývaná chemický screening (od anglické slovo prosévání - prosévání, třídění přes síto). Často se praktikuje hledání požadovaných chemických sloučenin analýzou všech rostlin ve zkoumané oblasti.

Metoda chemického screeningu

Metoda chemického screeningu v kombinaci s údaji o využití rostliny v empirické medicíně a s přihlédnutím k jejímu systematickému postavení dává nejvíce efektivní výsledky. Zkušenosti naznačují, že téměř všechny rostliny používané v empirické medicíně obsahují třídy nám známých biologicky aktivních sloučenin. Hledání látek, které potřebujeme, by proto mělo být v první řadě cíleně prováděno mezi rostlinami, které nějakým způsobem objevily svou farmakologickou nebo chemoterapeutickou aktivitu. Expresní metoda lze kombinovat s předběžným výběrem perspektivních druhů, odrůd a populací v důsledku jejich organoleptického hodnocení a analýzy etnobotanických dat, nepřímo indikujících přítomnost pro nás zajímavých látek v rostlině. Podobnou selekční metodu hojně používal akademik N. I. Vavilov při posuzování kvality výchozího materiálu různých užitkových rostlin zapojených do šlechtění a genetického výzkumu. V letech prvních pětiletek se takto ve flóře SSSR hledaly nové gumonosné závody.
Poprvé ve velkém měřítku metoda chemického screeningu při hledání nových léčivých rostlin začal používat vedoucí středoasijských expedic Všesvazového vědecko-výzkumného chemicko-farmaceutického institutu (VNIHFI) PS Massagetov. Zkoumání více než 1400 rostlinných druhů umožnilo akademikovi A.P. Orekhovovi a jeho studentům popsat kolem 100 nových alkaloidů do roku 19G0 a organizovat v SSSR výrobu těch, které jsou nezbytné pro lékařské účely a kontrolu škůdců. Ústav chemie rostlinných látek Akademie věd Uzbecké SSR prozkoumal asi 4000 rostlinných druhů, identifikoval 415 alkaloidů a poprvé stanovil strukturu 206 z nich. Expedice VILR zkoumaly 1498 druhů rostlin Kavkazu, 1026 druhů Dálného východu, mnoho rostlin Střední Asie, Sibiře a evropské části SSSR. Jen tak dál Dálný východ Bylo nalezeno 417 rostlin nesoucích alkaloidy, včetně polokeřových securinega obsahujících nový alkaloid securinin - látku podobnou strychninu. Do konce roku 1967 byla celosvětově popsána a stanovena struktura 4349 alkaloidů. Další fází hledání je hloubkové komplexní posouzení farmakologické, chemoterapeutické a protinádorové aktivity izolované jednotlivé látky nebo celkové přípravky, které je obsahují. Je třeba poznamenat, že v zemi jako celku i globálně chemický výzkum jsou daleko před možnostmi hloubkového lékařského a biologického testování nových chemických sloučenin nalezených v rostlinách. V současné době je stanovena struktura 12 000 jednotlivých sloučenin izolovaných z rostlin, bohužel mnoho z nich dosud nebylo podrobeno lékařskému a biologickému studiu. Ze všech tříd chemické sloučeniny nejvyšší hodnotu určitě mají alkaloidy; 100 z nich je doporučeno jako důležité léky, například atropin, berberin, kodein, kokain, kofein, morfin, papaverin, pilokarpin, platyfillin, reserpin, salsolin, securin, strychnin, chinin, cytisin, efedrin atd. Většina těchto léků jsou získány jako výsledek vyhledávání na základě chemického screeningu. Alarmující je však jednostranný rozvoj této metody, který se v mnoha ústavech a laboratořích omezil na hledání pouze alkaloidonosných rostlin. Nesmíme zapomínat, že kromě alkaloidů přibývají i nové biologicky aktivní rostlinné látky patřící do jiných tříd chemických sloučenin jsou každoročně identifikovány. Jestliže před rokem 1956 byla známa struktura pouze 2669 přírodních sloučenin z rostlin, které nebyly příbuzné s alkaloidy, pak za dalších 5 let (1957-1961) bylo v rostlinách nalezeno dalších 1754 jednotlivých organických látek. Nyní počet chemických látek se zavedenou strukturou dosahuje 7 000, což spolu s alkaloidy tvoří přes 12 000 rostlinných látek. Chemický screening pomalu vycházející z "alkaloidního období". Ze 70 v současnosti známých skupin a tříd rostlinných látek (Karrer et. al., 1977) se provádí pouze v 10 třídách sloučenin, protože neexistují spolehlivé a rychlé expresní metody pro stanovení přítomnosti dalších sloučenin v rostlině. materiálů. Zapojení do chemického screeningu nových tříd biologicky aktivních sloučenin je důležitou rezervou pro zvýšení tempa a účinnosti hledání nových léčiv z rostlin. Je velmi důležité vyvinout metody pro rychlé vyhledávání jednotlivých chemikálií, např. berberinu, rutinu, kyseliny askorbové, morfinu, cytisinu atd. Největší zájem o tvorbu mají sekundární sloučeniny, neboli tzv. látky specifické biosyntézy. nových terapeutických léků. Mnoho z nich má široký rozsah biologická aktivita. Například alkaloidy jsou schváleny pro použití v lékařské praxi jako analeptika, analgetika, sedativa, hypotenze, expektorans, choleretika, antispasmodika, tonikum pro dělohu, centrální nervový systém a léky podobné adrenalinu. Flavonoidy dokážou zpevňovat stěny kapilár, snižovat tonus hladkého svalstva střeva, stimulovat sekreci žluči, zvyšovat neutralizační funkci jater, některé mají protikřečové, kardiotonické a protinádorové účinky. Mnoho polyfenolických sloučenin se používá jako antihypertenziva, spazmolytika, protivředová, choleretická a antibakteriální činidla. Protinádorová aktivita byla zaznamenána u kyanidů (obsažených např. v semenech broskví apod.), triterpenových ketonech, diterpenoidech, polysacharidech, alkaloidech, fenolických a dalších sloučeninách. Stále více léků vzniká ze srdečních glykosidů, aminokyselin, alkoholů, kumarinů. polysacharidy, aldehydy, seskviterpenové laktony, steroidní sloučeniny. Lékařské využití často nacházejí dlouho známé chemické látky, u kterých bylo teprve nedávno možné objevit tu či onu lékařskou a biologickou aktivitu a vyvinout racionální způsob výroby léčiv. Chemický screening umožňuje nejen identifikovat nové slibné objekty pro studium, ale také:
  • identifikovat korelace mezi systematickým postavením rostliny, jejím chemickým složením a biomedicínskou aktivitou;
  • zjistit geografické a environmentální faktory, které podporují nebo brání akumulaci určitých účinných látek v rostlinách;
  • určit význam biologicky aktivních látek pro rostliny, které je produkují;
  • k identifikaci chemických ras v rostlinách, které se od sebe dědičně liší v přítomnosti určitých účinných látek.
To vše lze využít při výběru způsobů řízení procesů probíhajících v závodě. Dostupnost rychlých, levných a zároveň dostatečně přesných expresních metod svádí k urychlenému provedení práce na celkovém posouzení všech rostlin flóry SSSR a celého světa na přítomnost alkaloidů, triterpenů a steroidů. saponiny, chinony, flavonoidy, srdeční glykosidy, taniny a další základní třídy účinných látek. To by umožnilo rychle vyřadit neperspektivní druhy, které neobsahují biologicky aktivní látky nebo je obsahují v malém množství.

Studium rostlinných orgánů

Různé rostlinné orgány se často liší nejen kvantitativním obsahem účinných látek, ale i kvalitativním složením. Například alkaloid sinomenin se nachází pouze v bylině měsíčního semene daurského a cytisin se vyskytuje pouze v plodech termopsie kopinaté, v jejích suchozemských částech chybí až do konce květu rostlin, zatímco v termopsii střídavého - květovaný cytisin se nachází ve velkém množství v nadzemních částech ve všech fázích vývoje rostliny. Proto, abychom získali úplný obrázek o chemickém složení každé rostliny, je nutné analyzovat alespoň čtyři její orgány: podzemí (kořeny, oddenky, cibule, hlízy), listy a stonky (u bylin, listy jsou vždy bohatší na účinné látky než nať, květy (nebo květenství), plody a semena. U keřových dřevin se účinné látky často hromadí v kůře stonků (a kořenů), někdy pouze v semenáčcích, některých částech květu, plodu a semenech.
Chemické složení každého rostlinného orgánu se také výrazně liší v různých fázích jeho vývoje. Maximální obsah některých látek je dodržován v fáze pučení, ostatní - v fáze plného květu, třetí - během plodící Například alkaloid triacanthin se ve významném množství vyskytuje pouze v rozkvetlých listech saranče trojostého, zatímco v ostatních fázích vývoje se prakticky nevyskytuje ve všech orgánech této rostliny. Je tedy snadné spočítat, že za účelem identifikace např. pouze kompletní seznam alkaloidonosných rostlin flóry SSSR, čítající cca 20 000 druhů, je nutné provést minimálně 160 000 rozborů (20 000 druhů X 4 orgány X 2 fáze vývoje), což si vyžádá cca 8000 dní práce 1 laboratoře. asistent-analytik. Přibližně stejné množství času musí být vynaloženo na stanovení přítomnosti nebo nepřítomnosti flavonoidů, kumarinů, srdečních glykosidů, taninů, polysacharidů, triterpenových glykosidů a každé další třídy chemických sloučenin ve všech rostlinách flóry SSSR, pokud jsou analýzy prováděny. prováděno bez předběžného vyřazení rostlin z toho či onoho důvodu. Kromě toho stejné orgány ve stejné fázi vývoje rostlin v jedné oblasti mohou mít potřebné účinné látky, zatímco v jiné oblasti nikoliv. Kromě geografických a environmentálních faktorů (vliv teploty, vlhkosti, slunečního záření atd.) zde může působit přítomnost speciálních chemických ras v dané rostlině, které jsou zcela nerozlišitelné morfologickými znaky. To vše značně komplikuje úkol a zdá se, že vytváří vyhlídky na dokončení předběžného chemického hodnocení flóry SSSR, a ještě více zeměkoule velmi vzdálené. Znalost určitých vzorů však může tuto práci značně zjednodušit. Za prvé, není nutné zkoumat všechny orgány ve všech fázích vývoje. Každý orgán stačí rozebrat v optimální fázi, kdy ho obsahuje největší počet zkoumanou látku. Předchozí studie například prokázaly, že listy a stonky jsou nejbohatší na alkaloidy ve fázi pučení, kůru - během jarního toku mízy a květy - ve fázi jejich plného rozkvětu. Plody a semena však mohou ve zralém a nezralém stavu obsahovat různé alkaloidy a v různém množství, a proto by měly být pokud možno dvakrát vyšetřeny. Znalost těchto zákonitostí značně zjednodušuje předběžné chemické hodnocení rostlin. Kompletní vyšetření všech typů- metoda je účinná, ale přesto je to slepá práce! Je možné, aniž bychom provedli i tu nejjednodušší chemickou analýzu, odlišit skupiny rostlin, které pravděpodobně obsahují tu či onu třídu chemických sloučenin, od těch, které tyto látky neobsahují? Jinými slovy, je možné určit chemické složení rostlin okem? Jak bude probráno v další části naší brožury, obecně řečeno na tuto otázku můžeme odpovědět kladně.