CN103822983A - 一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法 - Google Patents

一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法 Download PDF

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本发明公开了一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法,涉及植物内源激素的测定领域。本方法是:①通过加提取液浸提,然后离心、过滤、脱色,最后进行真空浓缩,完成內源激素的提取;②溶解内源激素获得溶解液,过96孔的固相萃取小柱逐步洗脱,将洗脱液真空浓缩,得固相萃取洗脱物;③将固相萃取洗脱物用流动相溶解,将流动相溶解液过滤后上高效液相色谱-质谱进样分析。本发明检测灵敏度高,选择性好,不需要衍生,实现了在植物样品的粗提取液中直接进行植物內源激素的检测;其分离提取方法、色谱分离条件和质谱检测方法适用于草坪草内源激素的测定,回收率高,达92~96%;可快速、准确同时分析4大类草坪草内源激素含量。

Description

一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及植物内源激素的测定领域,具体涉及一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法。
背景技术
[0002] 随着我国经济的发展和生态环境意识的加强,以及城市化进程的加快和城市绿化标准的提升,草坪业的发展迎来了良好的机遇,草坪草的需求不断增大。草坪作为城市生态系统中的一个重要组成部分,在防治污染及改善生态环境中能起到净化空气、杀菌、减噪、防止水土流失和改善小气候等作用,并具有很强的观赏性和娱乐性。在雾霾频发的今天,如何改善我们的居住生活环境任重而道远,草坪草在环境改善方面的作用举足轻重。
[0003] 植物内源激素虽然在草坪草内含量极低,但对草坪草生长发育的基本规律和代谢过程具有重要的调控作用,已成为植物生理学领域的重要内容之一。由于植物内源激素含量低,性质不稳定,分离时易被破坏,加之细胞中其他化合物的干扰,故对植物内源激素的准确测定,对植物生命活动和作物遗传育种栽培领域的研究具有重要意义。如何精确、实时和可靠地对超微量的植物内源激素进行定性定量分析,是目前植物激素作用机理研究中的瓶颈之一。
[0004] 近年来,色谱技术的飞速发展使其在植物内源激素检测中的应用越来越广泛。高效液相色谱(HPLC)作为一种较理想的植物内源激素分析方法,因其灵敏度高、选择性好、重复性好和分析快速等优点,已在除乙烯外的四大类植物激素和生长调节剂的研究领域中被广泛应用。利用HPLC对植物内源激素定量测定的关键在于选择出适合的内源激素提取方法和色谱条件。但生物体内源激素极为复杂和特殊,目的成分的分离提取显得至关重要,直接影响其精密度和回收率。传统的高效液相色谱法测定植物内源激素时,通常是利用80%的冰甲醇来提取内源激素,过滤收集滤液,利用旋转蒸发仪蒸干,用少量水溶解残液,冻融过夜,溶化后,离心取上清液,调节PH,加乙酸乙酯萃取,取有机相,然后再旋转蒸发,最后用流动相溶解,上样测定。现有的技术不但操作复杂,耗时长,而且检测种类少,无法完成同时对4大类内源激素的检测,回收率相当低(约为80%),其提取方法和色谱条件不适用于草坪草,不利于准确地测定草坪草内源激素含量。
[0005] 这些问题说明这种方法已经难以满足植物内源激素检测中大量样品的快速检测需要,因此人们迫切需要一种简单、快速及价廉的检测技术。
[0006] 近年来,液相色谱-质谱(HPLC-MS)技术得到了迅速的发展,其将高效液相色谱法对复杂样品的优异分离能力,与质谱法具有的高选择性、高灵敏度、能提供相对分子量和结构信息的优点结合起来。国外已有学者将这一 HPLC-MS技术应用于植物激素的检测,虽刚刚起步,但具有如下优点:①检测限低、灵敏度高、选择性好,不需要衍生,化学试剂用量少;
②实现了在植物样品的粗提取液中直接进行生理水平植物激素的检测。可预见其在植物激素的检测中将发挥重要的作用。发明内容
[0007] 本发明的目的主要是针对植物内源激素检测操作复杂、耗时长和回收率低,难以满足同时对多种草坪草内源激素的快速提取和检测需要等问题,提供一种高效分离和测定多种草坪草内源激素的方法。本发明的特色是前处理简单,不需要衍生,节约成本,可快速、准确、同时测定多种内源激素。
[0008] 本发明的目的是这样实现的:
一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法,主要包括以下步骤:
①内源激素的提取:通过加提取液浸提,然后离心、过滤、脱色,最后进行真空浓缩,完成内源激素的提取;
②固相萃取洗脱:溶解内源激素获得溶解液,过96孔的固相萃取小柱(Oasis MCXcolumn)逐步洗脱,将洗脱液真空浓缩,得固相萃取洗脱物;
③高效液相色谱-质谱分析:将固相萃取洗脱物用流动相溶解,将流动相溶解液过滤后上高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)进样分析。
[0009] 本发明具有下列优点和积极效果:
①前处理简单,化学试剂用量少,有效节约成本;
②检测灵敏度高,选择性好,不需要衍生;
③实现了在植物样品的粗提取液中直接进行植物内源激素的检测;
④其分离提取方法、色谱分离条件和质谱检测方法适用于草坪草内源激素的测定,回收率高,达93.8〜95.9% ;
⑤可快速、准确、同步分离和测定4大类草坪草内源激素。
附图说明
[0010] 图1是脱落酸(ΑΒΑ)、赤霉素(GA3)、生长素(IAA、IBA)混合标样质谱图;
图2是狗牙根叶片脱落酸(ΑΒΑ)、赤霉素(GA3)、生长素(IAA、IBA)质谱图;
图3是细胞分裂素(iP、Z、DHZ、iPA、ZR、DHZR)混合标样质谱图;
图4是狗牙根叶片细胞分裂素(iP、Z、DHZ、iPA、ZR、DHZR)质谱图。
具体实施方式
[0011] 下面结合实施例详细说明:
1、试验材料:经盐胁迫(处理浓度为200mmol/L NaCl)处理35 d (天)的狗牙根材料(选用中国科学院武汉植物园种质资源圃编号为C43的狗牙根)。
[0012] 2、检测步骤
O内源激素的提取
A、浸提:取0.5g鲜样,用液氮研磨,然后加提取液5ml,-20°C提取过夜,得浸提液;
所述的提取液即甲醇:甲酸:水=15:1:4,按v/v,再加40mg/ml 2,6- 二叔丁基-4-甲基苯酚作为抗氧化剂;
B、离心:将浸提液在15000转/min,4°C下离心lOmin,收集上清液置于新管并保存于-20°C,残渣再用5ml提取液于-20°C提取lh,离心,收集上清液并混合于前一次的上清液,得离心液;C、过滤:将收集的离心液过20Mm滤膜以去除残渣和较小的颗粒物,收集滤液,得过滤
液;
D、脱色:先用Iml100%甲醇和Iml lmol/L甲酸平衡C18固相萃取柱(S^-Pak PlusC18 cartridge),然后将过滤液通过置于真空抽滤装置上的96孔C18固相萃取小柱(载量为100mg/ml),并连接上真空泵,以lml/min的速度抽滤,以去除色素和脂类物质;过小柱后,收集滤液,再用Iml的样品提取液洗脱小柱中的样品并收集滤液,得脱色滤液;
F、真空浓缩:
将收集的脱色滤液置于真空浓缩仪中,于40°C浓缩至完全干燥,即完成内源激素的提取。
[0013] 2)固相萃取洗脱:
A、用2mllmol/L甲酸溶解沉淀,以获得甲酸溶解液;
B、分别用Iml 100%甲醇和Iml lmol/L甲酸平衡96孔的混合型阳离子交换反相固相萃取小柱(Oasis MCX column,载量为60 mg/ml),然后将甲酸溶解液过小柱以吸附激素,弃滤液;
C、用Iml的lmol/L甲酸洗柱后,用2ml甲醇洗柱,收集滤液,该收集液中含有脱落酸(ΑΒΑ)、生长素(IAA、IBA)和赤霉素(GA3)三类激素;
D、用2ml0.35 mol/L的氨水冲洗小柱,弃滤液;
E、用2ml 60%甲醇配制的0.35mol/L的氨水洗柱,收集滤液,该收集液中含有细胞分裂素 Z、ZR、DHZ、DHZR、iP 和 iPA ;
F、将洗脱液置于真空浓缩仪中40°C浓缩至完全干燥;
G、过程B至E需将96孔的混合型阳离子交换反相固相萃取柱置于真空抽滤装置上并连接真空泵,以lml/min的速率进行抽滤,以提高洗脱效率。
[0014] 3 )高效液相色谱-质谱(HPLC-MS )连用分析:
A、将真空浓缩获得的沉淀用200~500μ1流动相溶解,得流动相溶解液;
B、用一次性医用注射器吸取流动相溶解液过0.22Mffl滤膜后装至进样瓶中,上液相色谱-质谱(HPLC-MS)进样分析;
C、如样品量过少,样品装入带内撑管的进样瓶中进行上机分析;
D、液相色谱条件为:色谱柱为安捷伦Zorbax SB-C18液相色谱柱(3.5Mm,150X2.1mm),柱温为30°C,流速为200μ1/πΰη,紫外检测波长为265nm,进样量为10μ1 ;
流动相具体见下表:
表 1 ABA,GA3, IAA, IBA 的流动相
Figure CN103822983AD00061
表2细胞分裂素Z,ZR,DHZ, DHZR,iP,iPA的流动相
Figure CN103822983AD00071
F、质谱条件为:质谱仪(MS)为TSQ Quantum Access MAX三重四极杆质谱仪(品牌为赛默飞世尔);离子源选择ESI源,离子检测模式选择MRM,电喷雾电压为3500 V,质谱扫描范围50~600m/z,扫描速度22000m/Z/s,内源细胞分裂素离子和碰撞能量见下表:
表3内源激素离子及碰撞能量
Figure CN103822983AD00072
3、试验结果分析
O液相色谱-质谱法能够将液相色谱无法检测到的痕量激素检测出来,检测精度高,如图1和图3所示,观察峰型及面积可知,在液相色谱条件下,峰型很小或未见峰,因此部分内源激素未被检测到或检测量很小,误差较大,而液相色谱-质谱法能有效检测到四大类内源激素;
2)液相色谱-质谱法可将不同内源激素有效分离,检测种类更多。如图2和图4所示,液相色谱法虽能检测到多种内源激素,但无法准确计算其含量(由图所示,峰是连在一起的,无法有效分开进行面积计算),而液相色谱-质谱法由于其检测限低,可将各类内源激素有效分离(峰型好且完整,能有效计算其面积),因此能精确测定其含量;
3)本试验采用液相色谱-质谱法测定狗牙根内源激素的回收率为93.8~95.9%。

Claims (4)

1.一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法,其特征包括以下步骤: ①内源激素的提取:通过加提取液浸提,然后离心、过滤、脱色,最后进行真空浓缩,完成内源激素的提取; ②固相萃取洗脱:溶解内源激素获得溶解液,过96孔的固相萃取小柱逐步洗脱,将洗脱液真空浓缩,得固相萃取洗脱物; ③高效液相色谱-质谱分析:将固相萃取洗脱物用流动相溶解,将流动相溶解液过滤后上高效液相色谱-质谱进样分析。
2.按权利要求1所述的一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法,其特征在于步骤①内源激素的提取: A、浸提:取0.5g鲜样,用液氮研磨,然后加提取液5ml,-20°C提取过夜,得浸提液; 所述的提取液即甲醇:甲酸冰=15:1:4,按v/v,再加40mg/ml 2,6- 二叔丁基-4-甲基苯酚作为抗氧化剂; B、离心:将浸提液在15000转/min,4°C下离心lOmin,收集上清液置于新管并保存于-20°C,残渣再用5ml提取液于_20°C提取lh,离心,收集上清液并混合于前一次的上清液,得离心液; C、过滤:将收集的离心液过20Mm滤膜以去除残渣和较小的颗粒物,收集滤液,得过滤液; D、脱色:先用1ml100%甲醇和Iml lmol/L甲酸平衡C18固相萃取柱,然后将过滤液通过置于真空抽滤装置上的96孔C18固相萃取小柱,并连接上真空泵,以lml/min的速度抽滤,以去除色素和脂类物质;过小柱后,收集滤液,再用Iml的样品提取液洗脱小柱中的样品并收集滤液,得脱色滤液; F、真空浓缩: 将收集的脱色滤液置于真空浓缩仪中,于40°C浓缩至完全干燥,即完成内源激素的提取。
3.按权利要求1所述的一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法,其特征在于步骤②固相萃取洗脱: A、用2ml lmol/L甲酸溶解沉淀,得甲酸溶解液; B、分别用Iml 100%甲醇和Iml lmol/L甲酸平衡96孔的混合型阳离子交换反相固相萃取小柱,然后将甲酸溶解液过小柱以吸附激素,弃滤液; C、用Iml的lmol/L甲酸洗柱后,用2ml甲醇洗柱,收集滤液,该收集液中含有脱落酸、生长素和赤霉素三类激素; D、用2ml 0.35 mo I/L的氨水冲洗小柱,弃滤液; E、用2ml 60%甲醇配制的0.35 mol/L的氨水洗柱,收集滤液,该收集液中含有细胞分裂素 Z、ZR、DHZ、DHZR、iP 和 iPA ; F、将洗脱液置于真空浓缩仪中40°C浓缩至完全干燥; G、过程B至E需将96孔的混合型阳离子交换反相固相萃取柱置于真空抽滤装置上并连接真空泵,以lml/min的速率进行抽滤,以提高洗脱效率。
4.按权利要求1所述的一种高效分离和测定草坪草内源激素的方法,其特征在于步骤③高效液相色谱-质谱连用分析:A、将真空浓缩获得的沉淀用200~500μ1流动相溶解,得流动相溶解液; B、用一次性医用注射器吸取流动相溶解液过0.22Mffl滤膜后装至进样瓶中,上液相色谱-质谱进样分析; C、如样品量过少,样品装入带内撑管的进样瓶中进行上机分析; D、液相色谱条件为:色谱柱为安捷伦Zorbax SB-C18液相色谱柱,柱温为30°C,流速为200μ1/πΰη,紫外检测波长为265nm,进样量为ΙΟμΙ ;
Figure CN103822983AC00031
细胞分裂素Z,ZR,DHZ, DHZR,iP,iPA的流动相
Figure CN103822983AC00032
F、质谱条件为:质谱仪为TSQ Quantum Access MAX三重四极杆质谱仪;离子源选择ESI源,离子检测模式选择MRM,电喷雾电压为3500 V,质谱扫描范围50~600m/z,扫描速度 22000m/z/s ;
Figure CN103822983AC00033
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