褪黑素叶面喷施调节剂配制方法

褪黑素叶面喷施调节剂配制方法

2025/08/25·StepFun can make mistakes, check important info.

将1 克褪黑素先用 20 mL 99.7 % 乙醇，完全溶解后加入80毫升柠檬酸-柠檬酸钠标准缓冲液，最后形成工作母液，再用这种母液配制浓度分别为100μmol/L和150μmol/L的3公斤叶面喷施用调节剂。写出配制的算法及步骤。

Reason

思考过程

首先，问题是关于配制含有褪黑素的溶液。用户描述了步骤：将1克褪黑素用20毫升99.7%乙醇溶解，然后加入80毫升柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，形成工作母液。然后用这个母液配制3公斤叶面喷施的调节剂，浓度分别为100 μmol/L 和 150 μmol/L。

我需要理解用户的需求。用户想知道如何从工作母液配制最终用于叶面喷施的溶液，浓度是100 μmol/L 和 150 μmol/L，总量是3公斤每种。

让我分解用户描述的步骤：

制备工作母液：
- 称量1克褪黑素。
- 用20 mL 99.7%乙醇溶解。
- 加入80 mL 柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。
- 这样就得到了工作母液。

首先，我需要确定工作母液的浓度，因为后续的稀释依赖于这个浓度。

褪黑素的分子量是多少？我需要计算浓度。

褪黑素（Melatonin）的化学式是 C13H16N2O2，分子量是 232.28 g/mol。

用户给的浓度是 μmol/L，所以我需要将质量转换为摩尔数。

工作母液的制备：

1克褪黑素溶解在20 mL乙醇中，然后加入80 mL缓冲液，所以总体积是20 mL + 80 mL = 100 mL = 0.1 L。

计算褪黑素在工作母液中的浓度。

首先，1克褪黑素的摩尔数：
摩尔质量 = 232.28 g/mol
所以，摩尔数 = 1 g / 232.28 g/mol = 0.004305 mol（约）

更精确地计算：
1 / 232.28 = 0.004305 mol

现在，体积是0.1 L，所以浓度 = 摩尔数 / 体积 = 0.004305 mol / 0.1 L = 0.04305 mol/L

但浓度单位是 μmol/L，所以乘以 10^6：
0.04305 mol/L * 10^6 = 43050 μmol/L

或者直接：
浓度 = (质量 / 摩尔质量) / 体积
= (1 g / 232.28 g/mol) / 0.1 L
= (0.004305 mol) / 0.1 L
= 0.04305 mol/L
= 43050 μmol/L

所以工作母液的浓度是 43050 μmol/L。

现在，用户想用这个工作母液配制浓度较低的溶液：100 μmol/L 和 150 μmol/L，总量各3公斤。

3公斤是质量，但溶液浓度是体积摩尔浓度（μmol/L），所以我需要知道体积。

浓度是 μmol/L，这意味着每升溶液中的微摩尔数。所以，我需要找到需要多少体积的溶液。

但用户说“3公斤叶面喷施用调节剂”，3公斤是质量，但溶液是水基的，我假设密度近似为1 kg/L，所以3公斤体积约为3升。但为了精确，我应该考虑密度，但通常在这种上下文中，密度近似为1 g/mL，所以3 kg = 3000 mL = 3 L。

我会假设密度为1 g/mL，所以3公斤 = 3 L。

所以，对于每种浓度的溶液，体积是3 L。

现在，我需要从工作母液稀释到目标浓度。

工作母液浓度：C_working = 43050 μmol/L

目标浓度1：C_target1 = 100 μmol/L

目标浓度2：C_target2 = 150 μmol/L

稀释因子计算。

对于稀释，公式是：
C_working * V_working = C_target * V_target

因为摩尔数守恒。

所以，对于每个目标浓度，我可以找到需要的V_working。

然后，V_working 是从工作母液中取出的体积。

但工作母液是配制的，我需要考虑工作母液的量，但用户没有指定工作母液的总量；他们只是描述了如何制备它，但没说制备多少升。在步骤中，他们制备了100 mL工作母液（20 mL ethanol + 80 mL buffer）。

在用户描述中，他们制备了工作母液，但体积是100 mL，其中包含1克褪黑素。

然后，用这个工作母液去配制最终溶液。

但最终溶液是3公斤，所以我需要取一部分工作母液进行稀释。

工作母液总量是100 mL，但浓度很高，我需要取一小部分来稀释到3 L。

所以，对于每个目标浓度，我需要计算需要多少体积的工作母液。

然后，用这个体积的工作母液，加入水或其他溶剂到总体积3 L。

用户说“用这种母液配制”，但没有指定溶剂的添加，所以我假设是用水或缓冲液稀释到最终体积。

在叶面喷施中，可能使用水或缓冲液作为溶剂。

但为了简单，我假设稀释到最终体积3 L。

现在，算法步骤。

首先，计算工作母液浓度。

如上，C_working = 43050 μmol/L

但让我精确计算。

摩尔质量褪黑素：C13H16N2O2 = 1312.01 + 161.008 + 214.01 + 216.00 = 1312.01=156.13, 161.008=16.128, 214.01=28.02, 216.00=32.00, 总和=156.13+16.128=172.258, +28.02=200.278, +32.00=232.278 g/mol ≈ 232.28 g/mol

使用 232.28 g/mol

质量 = 1 g

摩尔数 = 1 / 232.28 = 0.004305 mol (计算：1 / 232.28 = ? 232.28 * 0.004 = 0.92912, 1 - 0.92912=0.07088, 0.07088/232.28≈0.000305, 所以 0.004305 mol)

体积 = 20 mL + 80 mL = 100 mL = 0.1 L

浓度 = 0.004305 mol / 0.1 L = 0.04305 M (mol/L)

在 μmol/L: 0.04305 * 10^6 = 43050 μmol/L

是的。

现在，对于目标 100 μmol/L 溶液，体积 3 L。

所需摩尔数 = C_target * V_target = 100 μmol/L * 3000 mL

但单位：μmol/L 和 mL，需要一致。

V_target = 3 kg，但密度假设为1，所以 V = 3000 mL = 3 L

所以摩尔数 = (100 μmol/L) * (3 L) = 300 μmol (因为 1 L * μmol/L = μmol)

类似地，对于 150 μmol/L：摩尔数 = 150 * 3 = 450 μmol

现在，工作母液浓度 43050 μmol/L，所以所需体积 V_working = 摩尔数 / C_working

对于 100 μmol/L 溶液：
V_working = (300 μmol) / (43050 μmol/L)
单位：μmol / (μmol/L) = L

所以 V_working = 300 / 43050 L

计算：300 / 43050 = 30 / 4305 = 6 / 861 ≈ 0.00696 L

更精确：300 / 43050 = 300 ÷ 43050

简化：分子分母除以30：300÷30=10, 43050÷30=1435, 301435=43050? 301400=42000, 30*35=1050, 总43050，是。300÷30=10，所以 10/1435 L

10/1435 = 2/287 L (除以5)

2/287 L ≈ 0.006968 L

在 mL：0.006968 * 1000 = 6.968 mL

类似地，对于 150 μmol/L：
摩尔数 = 450 μmol
V_working = 450 / 43050 L
450 / 43050 = 45 / 4305 = 9 / 861 ≈ 0.01046 L
0.01046 * 1000 = 10.46 mL

现在，工作母液总量是100 mL，所以这些体积是小的，工作母液足够。

在配制步骤中，我需要从工作母液中取出这些体积，然后稀释到最终体积3 L。

但最终溶液是叶面喷施调节剂，可能只是含有褪黑素的水溶液，或者使用缓冲液？用户没有指定，所以我假设只是用水稀释，或者可能使用相同的缓冲液，但为了简单，我可以说“稀释到最终体积”。

在用户描述中，工作母液使用了缓冲液，但最终溶液可能不需要缓冲，或者需要？问题没有说，所以我应该假设最终溶液是水溶液，稀释时加水。

但为了保持一致性，或许用缓冲液稀释，但用户没有指定，所以我用一般术语。

现在，算法步骤。

用户要求“写出配制的算法及步骤”，所以我需要提供清晰的步骤。

首先，制备工作母液：

称量1.000 g 褪黑素。
在烧杯中加入20 mL 99.7% 乙醇，将褪黑素加入其中，搅拌至完全溶解。
加入80 mL 柠檬酸-柠檬酸钠标准缓冲液，混合均匀。
得到100 mL 工作母液，浓度约为43050 μmol/L。

但浓度是计算值，所以实际中需要基于此计算。

然后，对于每个最终溶液：

对于100 μmol/L 溶液：

取工作母液 6.97 mL（约7 mL，但最好精确）
计算值：V_working = (C_target * V_target) / C_working
C_target = 100 μmol/L, V_target = 3000 mL (因为3L=3000mL), C_working = 43050 μmol/L
所以 V_working = (100 * 3000) / 43050 mL? 单位注意。

浓度在 μmol/L，体积在 L 或 mL。

最好统一体积单位。

设 V_target = 3 L = 3000 mL

但浓度在 L，所以用 L。

V_working in L = (C_target in μmol/L * V_target in L) / C_working in μmol/L

然后转换到 mL。

对于 100 μmol/L:
V_working = (100 * 3) / 43050 L = 300 / 43050 L = 0.006968 L = 6.968 mL

类似地，150 μmol/L:
V_working = (150 * 3) / 43050 = 450 / 43050 L = 0.010456 L = 10.456 mL

在步骤中，可以说取约6.97 mL 或 10.46 mL 的工作母液。

但为了精确，我应该用公式，然后四舍五入到合理数字。

工作母液浓度：由于1g在0.1L，浓度是 1/0.1 / 摩尔质量 = 10 / 232.28 M = 0.04305 M，但摩尔质量是232.28 g/mol，所以浓度是 0.04305 mol/L。

在 μmol/L 是 43050。

但或许在计算时，用质量更简单？但浓度是摩尔浓度。

另一个想法：用户可能期望公式。

在步骤中，我可以写：

制备工作母液：
- 称量 1.000 g 褪黑素。
- 加入 20 mL 99.7% 乙醇，搅拌溶解。
- 加入 80 mL 柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。
- 混合均匀，得到工作母液。工作母液浓度：43050 μmol/L（基于计算）。

但实际中，浓度可能略有不同，但这里我们假设精确。

然后，对于配制最终溶液：

算法：
对于每个目标浓度（100 μmol/L 和 150 μmol/L），和最终体积 3 L：

所需工作母液体积 V = (C_target * V_final) / C_working

其中 C_target 在 μmol/L， V_final 在 L， C_working 在 μmol/L。

然后 V 在 L，转换到 mL。

具体步骤：

对于 100 μmol/L 溶液：

计算所需工作母液体积：V = (100 μmol/L * 3 L) / 43050 μmol/L = 300 / 43050 L ≈ 0.00697 L = 6.97 mL
用移液管取 6.97 mL 工作母液。
将取出的工作母液放入容量瓶中，加入蒸馏水或去离子水稀释至总体积为 3 L。
混合均匀。

类似地，对于 150 μmol/L：

V = (150 * 3) / 43050 L = 450 / 43050 L ≈ 0.01046 L = 10.46 mL
取 10.46 mL 工作母液，稀释至 3 L。

但最终体积是3公斤，所以用3L容量瓶或量筒。

在用户说“3公斤”，但容量通常用体积，所以假设为3L。

为了精确，既然浓度是体积的，应该用体积。

在叶面喷施中，3公斤可能是指质量，但溶液密度大约1，所以行。

现在，关于工作母液：用户制备了工作母液，但体积只有100 mL，而我们需要取小部分，所以工作母液应该充分混合，以确保均匀。

在步骤中，应该提到。

此外，在最终溶液中，浓度是调节剂，可能只是褪黑素溶液，但用户说“叶面喷施用调节剂”，可能含有其他成分，但这里只关心褪黑素浓度，所以我认为我们只稀释褪黑素部分。

用户没有提到其他成分，所以应该没问题。

现在，写出算法。

优先级语言：查询是中文，所以用中文输出。

查询：“写出配制的算法及步骤”，是中文，所以输出中文。

今年是2025年，但无关。

所以，步骤：

首先，制备工作母液：

准确称取1.000克褪黑素。
将称好的褪黑素加入一个干净的小烧杯中，加入20毫升99.7%乙醇，搅拌或摇晃至完全溶解。
缓慢加入80毫升柠檬酸-柠檬酸钠标准缓冲液，边加边搅拌。
将溶液转移至100毫升容量瓶中，用少量蒸馏水洗涤烧杯并并入容量瓶，最后用蒸馏水定容至刻度线，摇匀。这样得到工作母液。工作母液的浓度约为43050 μmol/L（计算：褪黑素摩尔质量为232.28 g/mol，1g在0.1L溶液中，浓度为10/232.28 ÷ 0.1? 等等，浓度 = (1 / 232.28) / 0.1 = 0.04305 mol/L = 43050 μmol/L）。

在步骤中，可以略过计算，直接使用。

然后，用此工作母液配制目标溶液：

对于100 μmol/L的3公斤（3L）叶面喷施用调节剂：

计算所需工作母液体积：V = (100 × 3) / 43050 ≈ 0.00697 L = 6.97 mL
用移液管准确移取6.97 mL的工作母液。
将移取的工作母液置于一个3L的干净容量瓶中。
加入适量蒸馏水后，定容至3L刻度线，摇匀即可。

类似地，对于150 μmol/L：

V = (150 × 3) / 43050 ≈ 0.01046 L = 10.46 mL
移取10.46 mL工作母液，稀释至3L。

但体积是近似的，实际中应根据精确浓度计算，但这里我们假设工作母液浓度是准确的。

在算法中，可以写通用公式。

最终输出应该清晰。

既然用户说“算法”，或许列出公式。

但步骤更合适。

另一个点：工作母液中有乙醇和缓冲液，但稀释到3L时，乙醇浓度很低，可能不影响，所以应该可以。

现在，关于数值：100 μmol/L 和 150 μmol/L，都是低浓度，所以稀释因子大。

V_working 很小，6.97mL 和 10.46mL，工作母液100mL，所以取的时候要精确。

在实验室，可以用微量移液管。

但步骤中，写清楚。

最后，配制的步骤。

以下是配制约3公斤（相当于3000 mL，假设溶液密度近似为1 g/mL）叶面喷施用调节剂的详细算法和步骤。调节剂浓度分别为100 μmol/L和150 μmol/L，使用预先制备的工作母液（工作母液浓度约为43050 μmol/L，制备方法如下）。输出语言为中文，符合Query要求。

一、工作母液的制备方法

工作母液包含1克褪黑素，先用20 mL 99.7%乙醇溶解，再加入80 mL柠檬酸-柠檬酸钠标准缓冲液，最终体积为100 mL。具体步骤：

称量褪黑素：使用分析天平准确称取1.000克褪黑素（摩尔质量为232.28 g/mol）。
溶解褪黑素：将称好的褪黑素放入一个干净的玻璃烧杯中，加入20 mL 99.7%乙醇，轻轻搅拌或摇晃烧杯，直至褪黑素完全溶解（约需几分钟）。
加入缓冲液：向烧杯中缓慢加入80 mL柠檬酸-柠檬酸钠标准缓冲液，边加入边搅拌，确保混合均匀。
转移和定容：将溶液转移至100 mL容量瓶中，用少量蒸馏水（或去离子水）冲洗烧杯2-3次，并将冲洗液并入容量瓶。最后用蒸馏水定容至刻度线，盖紧瓶盖，颠倒摇匀2-3次。工作母液制备完成，储存于阴凉处备用。
- 工作母液浓度计算：
  褪黑素摩尔数 = 质量 / 摩尔质量 = 1 g / 232.28 g/mol ≈ 0.004305 mol
  溶液体积 = 100 mL = 0.1 L
  浓度 = 0.004305 mol / 0.1 L = 0.04305 mol/L = 43050 μmol/L（此浓度用于后续稀释计算）。

二、用工作母液配制目标浓度调节剂的算法

目标：配制3公斤（3000 mL）叶面喷施用调节剂，浓度分别为100 μmol/L和150 μmol/L。
算法原理：基于稀释公式 $C_{1} V_{1} = C_{2} V_{2}$ ，其中：
- $C_{1}$ ：工作母液浓度（43050 μmol/L）
- $V_{1}$ ：所需工作母液体积（mL）
- $C_{2}$ ：目标浓度（100 μmol/L 或 150 μmol/L）
- $V_{2}$ ：最终溶液体积（3000 mL）
推导公式：

$V_{1} = \frac{C _{2} \times V _{2}}{C _{1}}$

计算步骤：

将 $C_{1}$ 、 $C_{2}$ 和 $V_{2}$ 的单位统一（浓度单位为μmol/L，体积单位为mL，但计算时需注意单位转换：体积用L或mL均可，但最终输出体积以mL为宜）。
计算 $V_{1}$ 的值（单位：L），然后转换为mL（1 L = 1000 mL）。
工作母液需充分混合后使用，确保浓度均匀。
最终溶液稀释时，使用蒸馏水或去离子水定容至3000 mL。

具体计算：
- 对于100 μmol/L调节剂：

$V_{1} = \frac{100 μ mol/L \times 3 L}{43050 μ mol/L} \approx 0.00697 L = 6.97 mL$

对于150 μmol/L调节剂：

$V_{1} = \frac{150 μ mol/L \times 3 L}{43050 μ mol/L} \approx 0.01046 L = 10.46 mL$

工作母液总量为100 mL，上述体积均在可取出范围内（需确保工作母液充足）。

三、配制步骤

以下是分别配制3公斤100 μmol/L和150 μmol/L调节剂的详细步骤。每次配制独立进行，使用新取的工作母液。

1. 配制100 μmol/L叶面喷施用调节剂（3公斤/3000 mL）

步骤：
1. 计算和量取工作母液：根据算法，计算得所需工作母液体积为6.97 mL。使用微量移液管（精度±0.01 mL）从工作母液中准确移取6.97 mL（注意：工作母液使用前需摇匀）。
2. 转移至容量瓶：将移取的工作母液置于一个干净的3 L容量瓶中。
3. 稀释和定容：先加入约500 mL蒸馏水，轻轻摇晃容量瓶使溶液混合。然后继续缓慢加入蒸馏水，同时观察容量瓶刻度线。当液面接近3000 mL刻度时，改用胶头滴管逐滴加入蒸馏水，直至液面最低处与3000 mL刻度线相切（避免气泡）。
4. 混合均匀：盖紧瓶盖，颠倒容量瓶2-3次，充分混匀。溶液即为100 μmol/L调节剂。
5. 储存和使用：标注浓度和日期，储存于阴凉避光处。叶面喷施前需二次稀释或直接使用（根据实际需求）。

2. 配制150 μmol/L叶面喷施用调节剂（3公斤/3000 mL）

步骤：
1. 计算和量取工作母液：根据算法，计算得所需工作母液体积为10.46 mL。使用微量移液管（精度±0.01 mL）从工作母液中准确移取10.46 mL（工作母液使用前摇匀）。
2. 转移至容量瓶：将移取的工作母液置于一个干净的3 L容量瓶中。
3. 稀释和定容：先加入约500 mL蒸馏水，轻轻摇晃容量瓶使溶液混合。然后继续加入蒸馏水，当液面接近3000 mL刻度时，改用胶头滴管逐滴加水至刻度线。
4. 混合均匀：盖紧瓶盖，颠倒2-3次混匀。溶液即为150 μmol/L调节剂。
5. 储存和使用：标注浓度和日期，储存于阴凉避光处。叶面喷施时可根据作物需求调整。

四、注意事项

精度控制：工作母液浓度基于理论计算（摩尔质量232.28 g/mol），实际浓度可能因称量或溶解效率略有偏差。建议在實際應用中，使用标准物质校准，或通过HPLC等方法验证最终浓度。
溶剂和缓冲：工作母液含乙醇和缓冲液，但稀释后乙醇浓度极低（<0.5% v/v），不影响使用。最终溶液使用蒸馏水或去离子水，避免杂质。
工作母液保存：工作母液应冷藏（4°C）保存，有效期1-2周（褪黑素易降解）。
安全提示：操作时佩戴手套和护目镜，乙醇易燃，远离火源；废弃物按实验室规范处理。
体积假设：3公斤溶液密度近似1 g/mL，故体积为3000 mL。如果实际密度不同，需调整体积（例如，使用密度计测量）。
放大或缩小：如需不同体积的调节剂，使用相同算法缩放 $V_{2}$ 值。

此算法和步骤确保了配制的准确性和可重复性。如有特定实验要求（如缓冲液pH或添加助剂），请进一步调整。