土壤中一种新的尿素衍生物的电喷雾萃取电离质谱分析.pdfVIP

V01．34 高等学校化学学报 No．6 CHEMICAL 2013年6月 JOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES 1379～1384 土壤中一种新的尿素衍生物的电喷雾 萃取电离质谱分析 潘素素1，赵娜2，欧阳永中1，黄科科3，丁健桦1， 陈焕文1，袁龙3，王兴祥4 (1．东华理工大学江西省质谱科学与仪器重点实验室，南昌330013； 2．江西省测绘地理信息局，南昌330025； 3．吉林大学化学学院，无机合成与制备化学国家重点实验室，长春130012； 4．中国科学院南京土壤研究所，南京210008) 摘要采用电喷雾萃取电离串联质谱(EESI-MS“)技术直接分析马尾松根际土壤溶液，发现了一种不稳定的 尿素衍生物3，3-二氨基一3一羟基丙酸．为确证其结构，以尿素为原料合成了该衍生物，并采用EESI．MS8分析 合成产物．结果表明，合成产物与土壤溶液中的3，3一二氨基-3．羟基丙酸的EESI．MS“分析结果相吻合，说明 土壤中确实存在该衍生物，其可能是一种尿素在土壤里代谢过程的中间体．本文结果表明，EESI．MS技术可 以直接分析复杂基体样品中痕量物质的信号，为研究尿素在土壤中的氮素转化机理提供了新的思路． 关键词 电喷雾萃取电离；串联质谱；土壤；尿素衍生物 中图分类号0657．63 文献标志码A 氮素是植物生长发育所需最多的矿质元素，土壤氮库中的氮主要以有机氮的形式(如尿素)存在． 尿素以其含氮量高、肥效较快及肥效期较长的优势，被广泛用于现代农业生产．许多生物(如植物)均 利用尿素作为唯一的氮源¨1．植物有多种吸收尿素的途径，目前经典的理论是尿素易被土壤中微生物 释放的脲酶水解为CO：和NH，，NH，作为氮源最终被植物吸收；另一种理论是尿素可以在膜蛋白 (MIPs和DUR3)的作用下直接被植物吸收¨’2J．除了在尿素转运蛋白的作用下之外，尿素必须转化成 有效态氮的形式从而被植物吸收．由于土壤中尿素转化过程十分复杂，迄今尚无报道明确指出尿素转 化为有效态氮的详细过程．因此，了解尿素在土壤中具体的氮素转化机理具有重要意义． 通常，分析复杂基体样品(如土壤、尿样和血液等)时需要进行研磨、过筛和萃取(如固一液萃取法、 加速溶剂萃取法及超临界流体萃取法)等复杂、耗时的样品预处理旧“]．土壤中一些重要的物质(如活 泼中间体)往往浓度较低、结构较不稳定，经过一系列复杂的预处理过程后，难以被常用分析仪器检测 到．电喷雾萃取电离质谱(EESI-MS)具有质谱特有的高灵敏度和高特异性，而且能承受复杂基体的影 响，可直接分析气体和液体样品，无需样品预处理一一1|．分析固体土壤样品时，可采用水或甲醇等溶 剂简单提取其中的待测物，无需进行富集和分离纯化等复杂的样品预处理过程．本研究采用EESI—MS 技术直接分析马尾松根际土壤溶液，发现了土壤中一种不稳定的尿素衍生物3，3．二氨基．3．羟基丙酸 (结构见图1)，采用串联质谱(MS“)技术快速获得了其结 9 NH2 构信息‘12。4|，并通过高分辨质谱分析结合人工合成实验 H。从：： 确证了其分子结构．本文发现的尿素衍生物可以采用尿素 Molecularstructureof 为原料合成得到，是尿素转化过程的一种中间体，为研究Fig．1 3，3-di蛐ino-3- acid 尿素在土壤中的氮素转化机理提供了新的思路． hydroxypropanoic 收稿日期：20124)94)4． 基金项目：国家自然科学基金(批准号