植物激素的新型样品前处理及色谱分离分析方法的研究

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植物激素(plant hormone, PH)是植株体内合成的一系列小分子有机化合物,几乎能调控植物生长周期的每个生理过程。对PHs含量的准确测定,有助于探究各类激素间的相互关系、认识激素调控植株生长发育及其对环境适应的机制,这对于植物生理、品质调控以及遗传育种等方面的研究具有重要的指导意义。当前,色谱技术的快速发展使其在PHs分析中的应用越来越广泛。鉴于内源激素在植株内含量甚微(通常在ng/g鲜重,甚至pg/g水平上)且干扰物多,因此,寻求廉价、简便、高效的样品前处理新方法与色谱技术联用,以期实现激素的超微定量检测有着很好的应用前景。本论文主要采用多种新型的样品前处理技术对一些影响植物生长的PHs进行纯化和富集,并结合色谱以及质谱分析方法实现了PHs高灵敏度、高通量的检测。论文分为三个部分,共八章。第一部分,即论文的第一章,介绍了PHs的概念和分类,并对其主要样品前处理方法和检测技术进行综述,特别介绍了新型样品预处理技术在激素检测中的最新研究进展,最后概括了本课题的主要研究工作。第二部分,包括论文的第二、三、四章,主要研究了传统样品前处理方法结合液相色谱-质谱技术在PHs分析中的应用。在第二章中,以C18填充柱为分离通道,采用固相萃取-加压毛细管电色谱-紫外检测技术(solid phase extraction-pressurized capillary electrochromatography-ultravioletdetection, SPE-pCEC-UV)对5种内源和外源PHs进行定性和定量分析。在最优实验条件下,方法的线性范围为0.8-100μg/mL,检测限介于0.2-0.8μg/mL之间,平均回收率高于81.0%,并将建立的方法用于拟南芥样品的分析。将pCEC与微柱液相色谱法比较,发现pCEC的分析速度更快、柱效更高。在第三章中,采用SPE前处理技术,结合液相色谱-离子阱质谱法(liquidchromatography-ion trap mass spectrometry, LC-ITMS)实现了三种激素的同时分离分析。为研究内源激素在植物遭遇逆境环境时的含量变化和相互作用,以水仙为实际材料进行盐胁迫试验,分析了三种激素的含量变化趋势。结果显示,随着NaCl浓度的增加和胁迫处理时间的延长,吲哚乙酸和赤霉酸含量减少,而脱落酸(abscisic acid,ABA)的含量明显增加。本章重点探讨了ABA在逆境应答中的作用。论文的第四章,发展了LC-ITMS/MS法用于生长素(Auxin,Aux)的快速分离和高灵敏检测。在优化的实验条件下,4种目标物在7min内完全分离,最低检测限为8.0ng/mL。选择液液萃取(liquid-liquid extraction, LLE)法处理样品。经多步的旋转蒸发和溶剂分配,尽管未能在白菜中检测到内源激素,但方法的加标回收率在77.5-99.8%范围内,结果相对满意。第三部分,即论文的第五、六、七、八章,主要是对新型样品预处理技术在PHs分析中的应用进行研究。重点试验了分散液液微萃取(dispersive liquid-liquidmicroextraction, DLLME)、悬浮固化微萃取(solidification of floating organic dropmicroextraction, SFODME)以及基于悬浮固化的分散液液微萃取法(dispersiveliquid-liquid microextraction based on the solidification of floating organic dropmicroextraction, DLLME-SFO)这三种新技术,为激素的痕量分析提供了新方法和新思路。在第五章中,为克服传统的SPE和LLE存在处理时间长、有机溶剂消耗大等缺点,首次将DLLME方法引入植物样品的预处理中,结合荧光检测器(fluorescencedetector, FLD)强选择性和高灵敏度的特点,建立了4种常见Aux的DLLME-HPLC-FLD分析方法。此法具有富集倍数高(约50倍)、重现性好(相对标准偏差<5.64%)、操作简便(不需辅助设备)、环境友好(仅消耗微升级有机溶剂)及处理时间短(萃取时间<1min)等优点,因而具有广泛的应用性。论文的第六章,为简化植物激素的预处理过程,选择30.0μL氯仿和800μL四氢呋喃的预混溶液,注入5.0mL样品溶液(pH3.0)中,经过相分离,吸取20μL下层有机相。经过DLLME法净化和富集两种激素后,进行LC-ITMS测定。以“越南宁平”桃为试材,揭示了不同生长阶段的桃子果实中两种激素的含量变化,对外源施用类似激素具有指导作用。论文的第七章,使用低毒有机溶剂代替DLLME方法中常用的高毒性卤代烃,将SFODME新技术应用于植物激素预处理中。首次建立了SFODME-HPLC-UV同时检测两类激素的新方法。该技术操作重现性好、浓缩倍数高达130-200。方法的线性范围超过两个数量级,相关系数在0.9985-0.9994范围内,检测限达到0.5ng/mL,并成功用于实际样品的检测。第八章中,将高效DLLME和低毒SFODME方法相结合,发展了DLLME-SFO法。以两种Aux为研究对象,考察了DLLME-SFO萃取技术的影响因素和富集效果。并对三种前处理方式(即DLLME、SFODME、DLLME-SFO)从重现性和富集效果等方面进行了全部的比较。
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