2023年4月28日
本文介绍了一种在水培条件下利用液相色谱-串联质谱法(LC-MS-MS)测定吡虫啉在小麦中吸收、转运和分布的实验方案。结果表明,小麦能够吸收吡虫啉,且在小麦的根和叶片中均检测到了吡虫啉的存在。
该方法有助于解答吡虫啉在小麦中的吸收、转运和分布过程。该技术的主要优势在于对吡虫啉检测具有高灵敏度,可广泛用于土壤、水体、植物及其他样品中吡虫啉的测定。为使小麦种子萌发,应选取1000粒籽粒饱满、胚部完整且大小均匀的适宜种子。
将种子浸入10%过氧化氢溶液中15分钟,以消毒其表面。然后用无菌水冲洗种子5次,每次10秒。现在,将小麦种子均匀铺放在含有湿润无菌滤纸的玻璃培养皿中,使胚部朝上。
将培养皿放入人工气候培养箱中,保持温度为30摄氏度、相对湿度为80%。在黑暗条件下培养小麦种子三天,直至其发芽并长出根系。小麦种子发芽后,将15株小麦幼苗放入含有100毫升半量Hoagland营养液的水培装置中。
然后,将整个水培装置置于人工气候培养箱中,在25摄氏度和80%相对湿度条件下培养七天。为建立两种不同浓度吡虫啉的农药暴露实验,准备含有半量霍格兰营养液并分别添加0.5毫克/升或5毫克/升吡虫啉的水培装置。每种吡虫啉浓度组设置15个水培装置,以确保取样时有足够的样本量。
现在,将经过七天水培期的15株小麦植株移栽至每个准备好的水培装置中。将整个水培装置置于人工气候培养箱中,在25摄氏度和80%相对湿度条件下培养三天。在吡虫啉暴露期间,每天采集植株的根部和叶片样本。
针对每个吡虫啉浓度,将15个水培装置中每五分之一的小麦样品整合为一个平行组。为从小麦根部提取吡虫啉,使用剪刀将小麦根剪碎成约一厘米长的片段。称取10克剪碎后的小麦根,放入50毫升离心管中。
然后,向离心管中加入10毫升乙腈,涡旋混匀1分钟,再向管中加入4克无水硫酸镁和1.5克氯化钠。立即涡旋混匀30秒。接下来,以6,000 G离心5分钟。
用一次性注射器吸除上清液,并通过0.22微米注射式滤器过滤,以获得样品。为了从小麦叶片中提取吡虫啉,使用剪刀将新鲜叶片剪成约一厘米大小的碎片。称取10克剪碎的小麦叶片,放入50毫升离心管中。
在50毫升离心管中,向10克切碎的小麦叶片加入10毫升乙腈,涡旋振荡1分钟。然后用无水硫酸镁和氯化钠处理混合物,并按先前所示方法进行离心。为去除样品中的色素和水分,取离心后所得上清液2毫升,加入含有石墨化炭黑和无水硫酸镁的5毫升离心管中。
涡旋振荡混合30秒后,将离心管在6,000 G条件下离心5分钟,随后用一次性注射器吸取上清液,并通过0.22微米注射式滤器过滤,以获得待测样品。按照论文中所述方法,采用液相色谱-串联质谱法对小麦样品中吡虫啉的含量进行定量分析。小麦样品中吡虫啉的回收率结果显示,暴露于0.5毫克/升及更低浓度吡虫啉的小麦根部和叶片中,吡虫啉的平均回收率相较于暴露于5毫克/升吡虫啉样品中的平均回收率有所降低。
即使在暴露一天后,小麦植株的根部和叶片中均检测到吡虫啉,表明其能迅速被植物吸收并传导。暴露第三天时,吡虫啉含量高于第一天,且根部中的吡虫啉浓度始终高于叶片。与对照组相比,即使在吡虫啉暴露三天后,也未观察到植株生长受到明显抑制。
处理样品中的根富集系数(RCF)大于1,表明小麦对吡虫啉具有富集作用。然而,叶片的转运系数(TF)小于1,说明该农药不易从小麦根部转移到叶片中。其中最关键的步骤是吡虫啉的提取与纯化。
确保在这些步骤中不会损失吡虫啉的提取量。
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本文介绍了一种利用液相色谱-串联质谱法(LC-MS-MS)测定吡虫啉在小麦中吸收、转运和分布的实验方案。研究表明,小麦能够吸收吡虫啉,并可在其根和叶中检测到该物质。
对小麦中吡虫啉吸收和分布的定量成像可为农业化学品研发中的环境风险评估和残留管理提供关键数据。高灵敏度检测农药的转运过程有助于提高暴露模型预测的可信度,并为监管和安全性评价提供依据。这些研究结果可帮助产品组合团队优化作物保护剂的化合物筛选及管理策略。
该方法可整合到从早期化合物表征到临床前风险评估的农用化学品发现全流程中。