一种用聚乙二醇双水相体系分析溶解态黑碳疏水性的方法与流程

本发明属于有机物测定领域，具体涉及一种用聚乙二醇双水相体系分析溶解态黑碳疏水性的方法。

背景技术：

1、溶解态黑碳（dbc）作为黑碳衍生的水溶性组分，可以通过入渗作用和地表径流从土壤迁移到水环境，占海洋溶解态有机质（dom）的4-22%；占沿海海洋dom的4-7%；占淡水水体dom的0.1-17.5%，是天然有机质碳库重要的组成部分。疏水性作为dbc重要的性质之一，参与了众多地球化学过程，影响有机污染物在dbc上的分配，进而影响其在环境中的迁移、归趋以及生物可利用性，还会影响dbc在地质吸附剂上的吸附及其聚集行为，同时在碳和其他元素的循环和输出中起重要作用。开发适用于溶解态黑碳的疏水性分析方法具有重要的意义。

2、目前针对dbc疏水性分析的方法可以参考dom，包括光谱法、树脂分馏、元素分析、核磁共振（nmr）和反相高效液相色谱（hplc）。元素分析法和核磁共振波谱法准确性高，但成本高、通量低，适合结构-效应关系解析。光谱法成本低、通量高、可实现原位分析，但准确性较低，适合野外大尺度研究或原位监测。树脂分馏法和反相高效液相色谱法在准确性、成本和通量三方面表现相对均衡。但传统方法无法同时实现低成本、高通量、高准确性的测定特点。

3、最近文献和授权专利中提出了一种基于离子液体双水相体系的dom疏水性分析方法。离子液体是一种由阴、阳离子组成的盐，分配过程通常会受到除疏水作用外的其他作用力影响（如电子相互作用），方法在盐度较高的水环境下容易受到挑战；离子液体的使用成本较高，一旦进行批量测定，将放大成本上的劣势。从结构上看，dbc是一种化石燃料或其他类型原料经过不完全燃烧再提取得到的一种具有富碳稠环芳烃结构的混合物，完全不同于具有超分子结构的有机质，不适合直接套用有机质的分析方法。因此，建立一种具有低成本、高通量、高准确性、分配机制单一的溶解态黑碳疏水性分析方法很有必要。

4、聚乙二醇（peg）是一种由乙二醇聚合得到的价格低廉且常用于双水相体系的相成分。然而peg由于粘度较高，相分离依赖于离心过程，妨碍了高通量测定的需要，目前还未见基于peg双水相体系实现高通量测定的报道。本发明将提供一种应用peg形成的双水相体系用于高通量分析或萃取的策略，同时也为dbc疏水性分析提供了一种低成本、高通量、高准确性、分配机制单一的方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提供一种用聚乙二醇双水相体系分析溶解态黑碳疏水性的方法，实现溶解态黑碳疏水性低成本、准确、简便快捷且高通量的分析。

2、本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种用聚乙二醇双水相体系分析溶解态黑碳疏水性的方法，具体包括以下步骤：

3、（1）配制聚乙二醇溶液和无机盐的水溶液，然后按比例混合形成上下两相分层的聚乙二醇双水相体系；

4、（2）将待检测溶解态黑碳的水溶液与步骤（1）聚乙二醇双水相体系按比例充分混合，静置后形成上下两相分层的溶液，分别利用酶标仪测定上下两相在对应波长的背景吸光度值；

5、（3）将待检测溶解态黑碳的水溶液用去离子水代替，加入到步骤（1）聚乙二醇双水相体系中充分混合，静置后形成上下两相分层的溶液，分别利用酶标仪测定上下两相在270nm时的背景吸光度；

6、（4）将步骤（2）上下相分别测定的吸光度，对应减去步骤（3）上下相分别测定的背景吸光度，得到上下相的实际吸光度，计算上相实际吸光度与下相实际吸光度的比值得到 katps。

7、本发明进一步限定方案：

8、优选的，所述聚乙二醇溶液为浓度60%-75%质量比的聚乙二醇1000溶液，无机盐的水溶液为浓度40%-50%质量比的柠檬酸钾溶液。

9、优选的，所述聚乙二醇溶液、无机盐的水溶液以及溶解态黑碳的水溶液的体积比为1:1:0.3-0.5。

10、优选的，所述（3）将待检测溶解态黑碳的水溶液与步骤（1）聚乙二醇双水相体系按比例充分混合，静置后形成上下两相分层的溶液，分别利用酶标仪测定上下两相在270nm背景吸光度。

11、优选的，所述（1）聚乙二醇溶液和无机盐的水溶液体积比为1:1。

12、常用于定量有机污染物疏水性的正辛醇-水体系不适用本发明提出的溶解态黑碳疏水性的表征。在这里，我们提出一种双水相体系（atps）作为高通量量化溶解态黑碳疏水性的简单可靠方法。由于双水相体系的生物相容性，简单性和绿色友好，它们在分离和纯化生物材料（例如细胞，膜和蛋白质）领域应用广泛。双水相体系的类型通常包括聚合物-聚合物，聚合物-盐或离子液体-盐组合的两个不混溶的富水相组成，即由两种溶于水的物质在一定浓度比例混合后形成互不相溶的两相，其中一个水相会富含其中一种物质，而在另一相中通常会富含一种聚合物或盐。聚合物-聚合物双水相体系因粘度过大限制了体系的应用性，仅适用离子敏感的材料。聚合物-盐和离子液体-盐双水相体系具有更广泛的适用性，先前的研究有将聚合物-盐双水相体系用于测定蛋白质疏水性方法，但测定过程依赖离心过程，并未实现高通量测定；离子液体具有快速相分离的特点，但是其成本往往高于聚合物。影响化合物在双水相中分配的因素主要包括其疏水性，表面电荷，大小，构象和生物特异性亲和力。其中，疏水作用是影响分配过程的关键作用力。本发明将 katps作为溶解态黑碳疏水性的实用度量，利用聚乙二醇双水相体系建立一种低成本、准确性高、简单便捷的高通量测定溶解态黑碳疏水性的方法。

13、本发明的有益效果是：相较离子液体双水相体系，本发明提供的疏水性分析方法成本低，分配机制更单一，为复杂环境（如高盐环境）下的疏水性批量分析提供了方法，本发明通过调控双水相体系的两相组成和比例，形成具有上下两相溶液分层的聚乙二醇双水相体系，测定溶解态黑碳在上相溶液与下相溶液中的吸光度比值得到分配系数（ katps），确定溶解态黑碳的疏水性，同时本发明提出的聚乙二醇双水相体系具有低成本、快速、简单、所需样品少、不依赖复杂仪器、环境友好、分配机制单一的特点，更适用于复杂水化条件的测试；为溶解态黑碳疏水性低成本、高通量的定量检测奠定了方法学基础。

技术特征：

1.一种用聚乙二醇双水相体系分析溶解态黑碳疏水性的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.据权利要求1所述的一种用聚乙二醇双水相体系分析溶解态黑碳疏水性的方法，其特征在于，所述聚乙二醇溶液为浓度60%-75%质量比的聚乙二醇1000溶液，无机盐的水溶液为浓度40%-50%质量比的柠檬酸钾溶液。

3.根据权利要求1所述的一种用聚乙二醇双水相体系分析溶解态黑碳疏水性的方法，其特征在于：所述聚乙二醇溶液、无机盐的水溶液以及溶解态黑碳的水溶液的体积比为1:1:0.3-0.5。

4.根据权利要求1任意一项所述的一种用聚乙二醇双水相体系分析溶解态黑碳疏水性的方法，其特征在于：所述（3）将待检测溶解态黑碳的水溶液与步骤（1）聚乙二醇双水相体系按比例充分混合，静置后形成上下两相分层的溶液，分别利用酶标仪测定上下两相在270nm背景吸光度。

5.根据权利要求1所述的一种用聚乙二醇双水相体系分析溶解态黑碳疏水性的方法，其特征在于：所述（1）聚乙二醇溶液和无机盐的水溶液体积比为1:1。

技术总结本发明公开了一种基于聚乙二醇双水相体系的高通量分析或萃取的策略，并为溶解态黑碳疏水性分析提供了低成本、高通量、准确性高、分配机制单一的方法，本发明通过调控双水相体系的两相组成和比例，形成具有上下两相溶液分层的聚乙二醇双水相体系，测定溶解态黑碳在上相溶液与下相溶液中的吸光度比值得到分配系数（K<subgt;ATPS</subgt;），确定溶解态黑碳的疏水性；本发明提出的聚乙二醇双水相体系具有低成本、快速、简单、所需样品少、不依赖复杂仪器、环境友好、分配机制单一的特点，更适用于复杂水化条件的测试；为溶解态黑碳疏水性低成本、高通量的定量检测奠定了方法学基础。技术研发人员：曲常胜,刘昆,王超,丁亮,夏威夷受保护的技术使用者：江苏省环境工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17