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衍生化UPLC-MS法测定酸性植物激素
戴琛, 汪瑾, 卢亚萍
植物学报    2022, 57 (4): 500-507.   DOI: 10.11983/CBB22017
摘要   (514 HTML33 PDF(pc) (1063KB)(1919)  

为有效利用超高效液相-高分辨率飞行时间质谱(UPLC-TOF-MS)对酸性植物激素进行定性定量分析, 选取几种有机酸衍生化试剂: 2-溴苯乙酮(BP)、2-二甲氨基乙胺(DMED)、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和溴代丙酮基三甲基溴化铵(BTA), 分别与脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)进行衍生化反应。通过比较上述各植物激素的质谱响应值, 判断衍生化试剂的效果。将植物激素标准品进行浓度梯度稀释, 并与衍生化试剂反应, 测定它们的定量限。用衍生效果最佳的试剂与植物粗提液反应, 检验其应用效果。结果显示, 几种衍生化试剂均可大幅度提高酸性植物激素的质谱响应值, 其中DMED衍生后植物激素的质谱灵敏度提高幅度最大, 且反应稳定、重复性好。DMED衍生后, ABA、GA3、IAA、JA和SA的定量限分别为0.05、0.2、0.1、0.1和0.5 ng∙mL-1, 与未衍生化相比, 分别降低100、25、50、50和10倍, 即DMED衍生化使几种植物激素的质谱灵敏度提高10-100倍, 显著高于目前报道的灵敏度。将该方法应用于水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)和蚕豆(Vicia faba)等植物材料中, 有效测定了其酸性植物激素, 且灵敏度较衍生前显著提高。该研究建立了一种简单、快速且重现性好的基于衍生化的UPLC-TOF-MS测定方法, 大幅提高了多种酸性植物激素测定的灵敏度。


Rice Wheat Broad bean
Root Leaf Root Leaf Flower Leaf
ABA 10.4±3.1 36.3±4.1 8.6±1.7 69.8±5.7 135.1±10.8 44.7±4.9
GA3 1.9±0.2 2.2±0.9 4.2±0.8 1.8±0.3 3.6±1.6 1.4±0.4
IAA 43.2±5.3 9.2±1.2 77.3±6.8 17.7±2.2 19.2±2.4 18.1±9.0
JA 10.6±1.3 18.9±1.1 100.6±9.1 126.8±15.6 56.5±6.2 39.8±4.3
SA 36316.6±4112.5 22394.6±3003.3 3597.7±388.3 1125.8±215.6 76.1±6.2 15.4±1.8
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表5 几种植物材料中酸性植物激素的定量结果(ng∙g-1 FW)
正文中引用本图/表的段落
为验证测定方法的可行性和应用性, 我们选取了几种植物幼苗, 按优化的衍生及测定方法, 通过高分辨率飞行时间质谱采用MS一级全扫描的方式测定其质谱响应值, 并根据标准曲线计算各种植物激素的含量。从100 mg水稻、小麦和蚕豆组织中, 检测ABA、GA3、IAA、JA和SA五种酸性植物激素的含量, 结果见表5。将同样的样品在未衍生的条件下测定上述5种植物激素的含量, GA3和JA在水稻中则无法测出。衍生后目标物质的响应值和信噪比大幅提高, 增强了痕量植物激素的可检出性。
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