植物激素的超微量检测及原位探测方法研究

本项目将围绕植物激素超微量检测以及原位探测开展研究。针对植物激素超微量分析的关键技术及环节，拟通过微型化样品制备技术、毛细管色谱固定相和分离模式、质谱探针等研究，建立拟南芥和水稻等植物中多种植物激素的快速、灵敏、高通量的色谱－质谱联用分析平台，为我国植物学家的相关研究，提供稳定可靠的植物激素测定数据；同时拟采用微电极/阵列技术，通过进一步提高电化学检测的灵敏度、选择性以及稳定性，在植物活体、组织微区及单个植物细胞水平建立具有电活性植物激素分子的原位、瞬时、动态、并行监测方法，力争在植物激素的原位监测方面有所突破。项目的实施可望为植物激素研究提供急需的、切实可行的分析技术和方法，而且也将促进分析化学与植物科学交叉学科研究发展。

内源性植物激素是重要的微量的小分子物质，调控着植物生长发育的每一个过程。因此，开发高通量、高灵敏度和高选择性的分析方法对于研究植物激素的生物功能等具有十分重要的意义。本项目围绕植物激素超微量检测以及原位探测两个方面开展研究工作。在植物激素超微量检测方面，我们以液相色谱-质谱技术为基本手段，重点探索了植物激素的样品前处理方法，如整体柱微萃取、磁固相萃取、化学衍生等。在此基础上建立了植物组织中细胞分裂素和酸性植物激素的若干液相色谱-质谱分析方法，如建立的整体柱微萃取-液相色谱-质谱在线联用分析方法，可以实现20mg鲜重植物样品中细胞分裂素和5mg鲜重样品中酸性植物激素的测定；发展的磁固相萃取-原位衍生技术与液相色谱-质谱联用方法，简化了植物样品的前处理过程，提高了分析通量。在植物激素原位探测方面，我们主要致力于发展微型化的电化学探针技术，建立了若干种植物激素等信号分子的实时检测方法，如研制了竖直排列的TiC@C/Pt核壳结构纳米纤维阵列电极（TiC@C/Pt-QANFAS），实现了单细胞水平生长素胞吐释放的实时检测；利用石墨微电极，金属圆盘微电极阵列，真空溅射镀金拉制毛细管，制备了可在体实时检测单个目标分子或同时在体实时检测多个目标分子的电化学探针，并在紫外胁迫和干旱胁迫的条件下，连续监测植物体内一氧化氮，活性氧和pH的水平随时间变化状况。该项目所建立的植物激素的超微量检测方法已经为植物学家提供了大量的植物激素分析数据；所建立的植物激素的实时检测方法有望为应用于植物激素的实时动态监测以及相关机制研究。