摘要:植物激素在植物體內(nèi)含量甚微,而且存在著大量干擾物質(zhì),這給提取、分離和定量分析帶來很大困難。本文對20世紀(jì)50年代至今,植物激素的提取、分離和定量分析所采取高效毛細(xì)管電泳(HPCE)的特點(diǎn)及發(fā)展應(yīng)用作綜合評述。
關(guān)鍵詞:植物激素:HPLE;HPCE;GC
中圖分類號:Q946.885 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 高效毛細(xì)管電泳(HPCE)的特點(diǎn)及發(fā)展應(yīng)用
1.1 PHCE的特點(diǎn)
1.1.1 儀器簡單
操作簡便 HPCE儀器構(gòu)造極其簡單,只要有1個高壓電源,1只毛細(xì)管,1個檢測器和2個緩沖溶液瓶,就能進(jìn)行HPCE實(shí)驗(yàn)。
1.1.2 分析速度快
分離效率高 由于毛細(xì)管能抑制溶液對流,具有良好的散熱性,允許在很高的電場下(可達(dá)400V/cm以上)進(jìn)行電泳,因此可在很短時間內(nèi)完成分離,分離效率可達(dá)105~106理論塔板數(shù)。
1.1.3 操作模式多
只要更換毛細(xì)管內(nèi)填充溶液的種類、濃度、酸度或添加劑等,就可以用同一臺儀器實(shí)現(xiàn)多種分離模式。
1.1.4實(shí)驗(yàn)成本低
消耗少,分離在水介質(zhì)中進(jìn)行,消耗的大多是價格較低的無機(jī)鹽類;毛細(xì)管長度僅60~70cm,內(nèi)徑70~75mm,容積僅125ml,進(jìn)樣量在NL級或ne級,實(shí)驗(yàn)成本低。
2 PHCE的發(fā)展應(yīng)用
2.1 PHCE的發(fā)展
到20世紀(jì)80年代,毛細(xì)管電泳技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展。1981年,Johnsonburg和Taluka提出了在內(nèi)徑小于80μm的毛細(xì)管中,軸向擴(kuò)散是影響柱效的主要因素。他們使用75μm內(nèi)徑,100cm長的毛細(xì)管,柱上熒光檢測,30KV的高壓,分離了氨基酸和多肽物質(zhì),獲得了40萬理論塔片數(shù),并實(shí)現(xiàn)了正負(fù)離子的同時分離,此項(xiàng)工作被認(rèn)為是當(dāng)今毛細(xì)管電泳技術(shù)發(fā)展的里程碑。1984年,Terabit等提出一種新的毛細(xì)管電泳技術(shù)一膠束自動力學(xué)色譜(MEKC),彌補(bǔ)了CZE不能分離中性組分的缺陷,從而拓展了毛細(xì)管電泳的應(yīng)用范圍。1987年,Enhearten提出了毛細(xì)管等電聚焦電泳(CIEF);Cohen和Charger發(fā)展了毛細(xì)管凝膠電泳(CGE),使得傳統(tǒng)的等電聚焦和凝膠電泳技術(shù)在一根毛細(xì)管中得以實(shí)現(xiàn)。
毛細(xì)管電泳技術(shù)的應(yīng)用是CE研究中的一大熱點(diǎn),應(yīng)用研究報告約占文獻(xiàn)量的50%以上。毛細(xì)管電泳的應(yīng)用范圍十分廣泛,可分離無機(jī)離子、小分子有機(jī)物、氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、核苷酸及藥物等,其中生物樣品的分離分析是CE應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。如人們采用毛細(xì)管電泳技術(shù)鑒定合成肽和蛋白質(zhì)的純度,繪制基因重組產(chǎn)物的指紋圖譜進(jìn)行藥用蛋白質(zhì)的質(zhì)量監(jiān)控,分析蛋白質(zhì)酶解或化學(xué)水解后的多肽片斷,獲取指紋圖譜進(jìn)行藥用蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析,以及在緩沖液中加入環(huán)糊精或金屬Cu2+等添加劑用于手性分子的分離等等。
Cohen等人首次采用聚丙稀酰胺凝膠毛細(xì)管電泳對DNA片斷進(jìn)行分析,達(dá)到了單個堿基的分離。采用激光誘導(dǎo)熒光檢測器,CE-PAGE(聚丙烯酰胺電泳)可在1h內(nèi)分離300個堿基,靈敏度可達(dá)10-20mol。
2.2 PHCE在植物激素分離、分析中的應(yīng)用
國內(nèi)用毛細(xì)管電泳進(jìn)行了2類激素7組分的同時分離,即4種常見的生長素:吲哚3-5酸(IBA)、吲哚3-丙酸(IPA)、吲哚-3-乙酸(IAA)、1-萘乙酸(NAA)與3種細(xì)胞激動素:N6-異成烯腺嘌呤(即玉米素zeatin.ZT)、N6-呋喃甲基腺嘌呤(KT)、6-氨基嘌呤(6-BAP)。在十二烷基硫酸鈉(SDS)作膠來的體系中,首次用葡萄礦和三乙醇胺作混合改進(jìn)劑,有效地改善了上述7種植物激素的分離度,13min內(nèi)獲基線分離。由于毛細(xì)管電泳樣品的預(yù)處理較為簡單,減少了樣品的損耗量,所以用MEKC方法測定較GC及HPLC方法優(yōu)越。
3 總結(jié)
高效液相色譜法,只要求樣品能制成溶液,而不需要?dú)饣?,因此不受樣品揮發(fā)性的約束。對于低揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性差,分子量大的高分子化合物以及離子型化合物尤為有利,如氨基酸、蛋白質(zhì)、生物堿、核酸、筒紙、類脂、維生素及抗生素等。分子量較大,沸點(diǎn)較高的有機(jī)物以及無機(jī)鹽類,都可用高效液相色譜法進(jìn)行分析。
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作者簡介:周德寶(1961-),男,漢族,河北張家口人,內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭師范學(xué)院,副教授,研究方向:植物開花生理學(xué)。
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農(nóng)業(yè)與技術(shù)2014年5期