基于UHPLC/MS的稳定同位素编码探针对复杂基质中植物激素的研究

Rapid and sensitive method for determination of phytohormone is of great significance to the study of plant physiological activities. The most difficulty of determination of phytohormone with liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) is the matrix effect and low ionization efficiency. However, technology of stable isotope coded derivatization (SICD) and LC-MS show great potential on the analysis of complex biological matrix. SICD should overcome the deficiency of internal standards for target molecules in complex biological samples not only, but also can remove the difficult quantification derived from the matrix interference and low ionization of target analytes. This project will prepare new light/heavy isotope-coded labeling reagents based on the nitrogen-containing heterocycle. The characteristics of the design SICD probes should be high ionization, simple preparation and economy. Based on the integration of the two technologies of derivatization with prepared SICD reagents and HPLC-MS, a new and rapid analytical method system for determination of phytohormones containing carboxyl in complex matrix will be developed, and the effect on heightening peak capacity, lowing detection limit, widening linearity range, improving precision and accuracy will be discussed comprehensively and thoroughly. The proposed method will be applied for the determination of phytohormones in practical plant sample. Taking advantage of this study, the project could provide information for accurate analysis of phytohormones containing carboxyl with qualitative and quantitative feature, and thus possess great significance of application value.

植物激素的快速高灵敏检测对研究植物生理活动具有重要意义。困扰液相色谱-质谱(LC-MS)法检测植物激素的最大问题是基质效应和离子化效率低。稳定同位素编码标记（SICD）技术在LC-MS分析复杂基质生物样品方面显示出巨大潜力。借助同位素编码探针能够解决众多中目标分子难以找到合适内标物的难题，从而克服基质效应；质谱增敏探针可以改善分析物的离子化效率，提高分析物的检测灵敏度。本项目以新型含氮杂环为母体开发多功能质谱探针，目标探针具备质谱离子化效率高、具备同位素编码功能、经济适用的特点。利用制备的同位素编码探针，采用柱前衍生技术结合HPLC-MS，建立复杂基质中羧酸类植物激素的快速检测技术平台；通过同位素编码标记技术，实现增加色谱窗口峰容量、降低检测限、拓宽线性范围、改善精密度和准确度，并将构建的方法用于实际样品中植物激素的检测研究。研究成果将对复杂样品中羧酸类植物激素的准确定性定量具有重要意义。

植物激素的高灵敏快速检测对研究植物的生理活动、食品安全检测等方面具有重要意义。液相色谱法测定植物及食品中的痕量植物激素存在基质效应高、检测限达不到要求的困扰。为解决上述问题，本项目重点开展了如下工作：.（1）设计开发了高灵敏荧光/质谱增敏探针，通过柱前衍生技术并结合高效液相色谱技术建立植物激素的高灵敏检测方法。主要包括：磺酸酯类（2-(11H-苯并[a]咔唑-11-基)-乙基-4-甲基苯磺酸）、吡唑啉酮类(1-(2-萘基)-3-甲基-5-吡唑啉酮)、酰肼类(2-[2-(7H-二苯并[a，g]咔唑-乙氧基)-乙基肼基甲酸酯)同位素编码探针，用于羧酸类、胺类、邻羟基类植物激素的检测。该项技术的开发应用，显著降低了基质干扰，提高了检测灵敏度，增强了数据采集的准确性和可靠性。.（2）基于金属有机框架材料设计了一系列新型样品前处理技术，与研究开发的荧光/质谱增敏探针相结合，建立植物激素的高灵敏检测方法。主要包括微孔UiO-66、UiO-66-NH2，介孔UiO-67, 大孔JUC-48等有机金属骨架材料，利用该类材料多孔、比较面积大、易于功能化的特点，实现对不同植物激素的特异性吸附，降低了干扰因素，提高了回收率，因此显著增强了检测方法的灵敏度。.（3）基于金属有机框架材料的多孔性，设计开发了一系列金属有机框架包裹染料的核壳型纳米生物探针，研究植物激素的快速高灵敏检测。主要包括罗丹明B与MOF-5、罗丹明B与ZIF-8的复合材料。利用目标探针实现生物小分子的简单、快速、灵敏检测，为进一步研究植物激素的便携式检测传感器提供理论及技术支持。.通过以上三个系列若干体系的研究，建立了多平台（质谱、荧光、传感）检测植物激素的方法，实现了食品、环境、血液样品中植物激素的高灵敏检测。在本项目的支持下，项目组共发表SCI论文19篇，授权国家发明专利两项，获厅级科研成果一等奖一项。