痕量植物激素实时原位及多组分同时检测创新方法研究

This project will be carried out by a new research team integrated with two research groups. One is strong for simultaneous separation and detection technology and another is good at probe development especially for probes of real-time and in situ. Both groups took part in the projects for analysis of plant hormone under the financial support of NSFC (Grant Nos. 90817103 and 90717111). In this project, we will focus on the development of new methods for separation and detection of trace phytohormone including jasmonic acids, strigolactone and its receptor, on the basis of previous NSFC projects No. 90817103 and 90717111. In addition, we will also focus on the probe development based on some new DNA-QDs (Quantum Dots) probes prepared in Wuhan University. These probes will be applied in the real-time and in situ detection of plant hormone. The key techniques for the phytohormone study and new methods for separation performance, detection sensitivity, sample clean-up and concentration will be developed. In addition, we will provide technical services for colleagues who work on phytohormones and mentor graduate students.

本项目整合了武汉大学从事痕量植物激素分离检测和实时原位探针研究的两个课题组的力量，拟在所承担并结题的重大研究计划“植物激素作用的分子机理”重点项目（No.90817103）及培育项目（No. 90717111）研究工作基础上，进一步开展茉莉酸、独脚金内酯等痕量植物激素的同时分离、在线富集与高灵敏度检测及受体分离分析新方法研究，并将植物激素核酸适配体研究的最新进展与武汉大学量子点制备的优势技术结合，研制植物激素核酸适配体功能化修饰量子点的灵敏探针，用于植物细胞和组织内植物激素的实时原位检测。通过本集成项目的实施，拟解决植物激素分析中的样品组分干扰、分离选择性、检测灵敏度及实时原位等关键技术问题，建立简便、实用、准确、灵敏的分析技术与新方法，为我国植物激素作用的分子机理研究工作提供技术支撑及分析测试服务，为我国植物激素研究及人才培养作出贡献。

在集成项目资助下，开展了痕量植物激素实时原位及多组分同时检测创新方法研究，取得了如下重要进展：1）建立了同时分离茉莉酸-氨基酸结合物及其非对映异构体的胶束毛细管电动色谱分析新方法；2）研制成功一种新型Graphenes-β-CD/聚合物整体微萃取柱并应用于茉莉酸植物激素分析的样品前处理，实现了在线固相微萃取-高效液相色谱联用、茉莉酸甲酯高效萃取，最低检测限达到0.2 ng/mL；3）开展了石墨烯-环糊精毛细管电色谱柱的制备及其性能评价研究；4）采用一步水热法制备了系统素适配体功能化的掺Zn的CdTe量子点探针， 建立了基于量子点探针检测系统素的新方法，检测限为0.1 μM； 5) 采用脱氧核糖核酸酶Ⅰ辅助的信号放大技术，以系统素和玉米素这两种植物激素作为检测对象，建立了同时检测两种植物激素的新方法，检出限分别为35 nM 和60 nM；6）设计合成了含有活性基团羧基的独脚金衍生物carboxyl-GR24，既保留了独脚金与其受体的结合位点，又克服了商品化独脚金无法与磁珠偶联用于受体分离的缺陷，在西红柿幼苗中分离得到了延长因子和细胞分裂蛋白酶。. 本集成项目的实施解决了植物激素分析中的实际样品基质干扰大、分离选择性差、检测灵敏度低及实时原位检测难等关键技术问题，建立了简便、实用、准确、灵敏的分析新方法，为我国植物激素作用的分子机理研究工作提供技术支撑，以及为植物激素研究及人才培养作出了重要贡献。共发表SCI论文12篇，获批授权国家发明专利3项，培养博士生5名，硕士生5名。