多种植物激素的同时检测方法学研究

The project will focus on the development of methodology for simultaneous and sensitive determination of various types of trace endogenous phytohormones. In view of the distinct chemical properties and low endogenous contents of a variety of phytohormones, we propose two strategies to carry out the research work. As for Strategy 1, we plan to develop diverse novel separation media and establish tandem mode of sample pretreatment techniques to enrich and purify phytohormones with different categories. By coupling the sample pretreatment strategies developed in this project and the ultra sensitive detection methods previously established in our group, we will obtain abundant information for many kinds of endogenous phytohormones. As for Strategy 2, we plan to develop microextraction methods using multi-dimensional capillary monoliths and establish separation technology using ultra-long hybrid silica monolithic columns with post-column derivatization, with which simultaneous and sensitive determination of multi endogenous phytohormones will be achieved by coupling with mass spectrometry analysis. The implementation of the project is expected to establish a platform for the simultaneous determination of a variety of phytohormones in plants such as Arabidopsis and rice, which will provide reliable measurement of multi endogenous phytohormones for the related research in China and promote the interdisciplinary development between analytical chemistry and plant science research.

本项目将围绕多种超微量植物激素的同时检测方法学开展研究。针对植物中植物激素种类多、化学性质差异大、含量低等特点，拟通过两种途径开展研究工作。途径一为通过研发多种新型分离介质，发展串联模式样品前处理技术，对植物激素进行分类富集纯化，利用申请人已经建立超微量植物激素检测方法，获取多种植物激素的信息；途径二拟发展多维毛细管整体柱微萃取技术、超长杂化硅胶整体柱分离技术、柱后衍生质谱检测技术等实现多种植物激素的同时检测。项目的实施可望建立拟南芥和水稻等植物中多种植物激素的同时检测平台，为我国植物学家的相关研究，提供稳定可靠的多种植物激素测定数据，也将促进分析化学与植物科学交叉学科研究的发展。

激素之间存在着协同、拮抗或因果关系，共同构成了调控植物生理功能的复杂信号转导网络系统。从植物样品中同时获取多种植物激素乃至整个植物激素组的全面信息，是植物激素分析领域的技术难题。本项目重点围绕多种超微量植物激素同时检测方法学开展研究。针对植物中植物激素种类多、化学性质差异大、含量低等特点，我们发展了分别基于磁固相萃取和溶剂诱导液相微萃取的LC-MS，实现了多种植物激素（57种）同时测定。为了解决植物激素同位素内标难以获取的问题，采用自合成的同位标记试剂（质谱探针）标记植物激素标样作为同位素内标，建立了植物样品中多种赤霉素同时测定的LC-MS分析方法；利用类似的策略，在无同位素内标条件下，我们还建立了植物中植物螯合肽的LC-MS定量分析方法。提出硼亲和tip微萃取和原位衍生策略，结合LC-MS建立了一种可用于少量植物样品（5mg鲜重）中油菜素内酯定量测定的分析方法。结合化学衍生技术和质谱扫描技术，提出了稳定同位素标记-双中性丢失扫描的LC-MS分析方法，并用于生物样品中巯基化合物的筛查。这种分析方法也成功应用于代谢组分析。项目的实施过程中所建立的部分分析方法，已经为我国植物学家提供了大量的植物激素测定数据。