组织液泡中植物激素的MSPE-HPLC-MS/MS分析

【作者】 丁青青； 张兰；

【机构】 教育部食品安全与生物分析重点实验室福州大学化学学院；

【摘要】 植物激素是植物体内产生的微量有机小分子化合物的集合,它能调节植物的一系列生理过程,对生物和非生物胁迫作出反应[1]。微量内源植物激素的定量分析对于阐明它们对胁迫反应的分子机制非常关键。研究表明,细胞中的液泡具有非常重要的生理功能,它们在根尖、茎尖等处的幼细胞中数量较多,在细胞成熟过程中多个小液泡融合成大液泡,故在成熟的水稻细胞中具有中央大液泡。液泡中积累和贮存多种养料及代谢产物。在重金属胁迫下,液泡中的植物激素会做出应激反应,故检测液泡中的植物激素的变化对于了解重金属胁迫下植物生长发育是至关重要的。然而,液泡中的植物激素含量非常的低,而且液泡中含有包括糖、蛋白质、磷脂、单宁、有机酸、植物碱、色素和盐类等物质,背景非常复杂。因此对于液泡中植物激素的定量分析非常的困难。所以需要研发预处理新材料、新技术用于纯化和富集液泡中的超微量的植物激素。我们发现并成功合成了鱼鳞状Co@Co₃O₄/OCN纳米复合材料[3]并将其作为磁性固相萃取（MSPE）的吸附剂,经过对该材料形貌表征和比表面积表征,发现Co@Co₃O₄/OCN具有流体"涡旋效应"能增加与目标物的接触面积和接触时间,因此该纳米复合材料具有强磁性(饱和磁化值47.3 emu g^-1)、富含微介孔（1.75 nm孔最多）、吸附时间短（10 min）,且表面有大量的苯环和氢键与目标物有强的π-π相互作用与氢键作用等特点,能提高水稻组织样品液泡中微量植物激素的萃取性能,达到很好的纯化富集效果。进一步应用基于Co@Co₃O₄/OCN的MSPE-HPLC-MS/MS方法,研究了水稻液泡中的三种植物激素（吲哚-3-乙酸（IAA）,3-吲哚丙酸（IPA）,3-吲哚丁酸（IBA））在重金属胁迫下的变化。结果表明,在Cd的胁迫下,IAA,IPA和IBA的含量均发生变化,表明这些植物激素可能参与Cd的胁迫反应。该研究通过对重金属胁迫下水稻液泡中超微量植物激素的分离、富集和定量分析,建立了一种简单,有效,灵敏的痕量植物激素MSPE-HPLC-MS/MS分析方法。在最佳条件下,方法线性范围宽（1.0-1000 pg mL-1）,检测限低（0.2-4.0 pg mL-1）,线性良好（R2≥0.9985）,重复性好（RSD≤4.6%,n=5）好。该方法应用于水稻组织样品液泡中IAA,IPA和IBA的提取和分析,可以为植物激素响应Cd胁迫生理功能变化的机理提供判据。更多还原