新型聚合物膠束電動色譜法分離5種植物激素

陳嚇俤+盧巧梅+程錦添+張?zhí)m

摘 要 隨著植物激素的濫用及使用不當(dāng)導(dǎo)致的食品安全問題逐漸增多，加強(qiáng)食品中植物激素的痕量檢測顯得日益重要。本研究制備了具有兩親性的聚 （甲基丙烯酸芐基酯-甲基丙烯酸）膠束，成功地將5種植物激素分離，建立了一種植物激素痕量檢測的聚合物膠束毛細(xì)管電動色譜方法，本方法高效、快速、重現(xiàn)性好。經(jīng)過優(yōu)化，得到了最佳色譜條件：2 g/L聚合物膠束，50 mmol/L NaOH-H3BO3 緩沖液 （pH 9.2）;運(yùn)行電壓 15 kV。采用此方法分析實(shí)際樣生根粉溶液，成功檢測到萘乙酸。

關(guān)鍵詞 兩親性聚合物膠束; 毛細(xì)管電泳; 植物激素; 生根粉

1 引 言

植物激素包括內(nèi)源與外源植物激素。其中，外源植物激素是指人們仿照植物激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)或生理作用，合成具有類似植物激素活性的化學(xué)物質(zhì)。外源植物激素與其它農(nóng)藥一樣，也具有一定的毒性[1～3]。市場上有許多水果、蔬菜存在植物激素殘留的問題，長期食用會使人體內(nèi)分泌紊亂，影響人的正常代謝平衡[4]。因此，為促進(jìn)食品安全和人體健康，加強(qiáng)植物激素的快速痕量檢測尤為重要。

目前，檢測植物激素的常用方法有高效液相色譜法（HPLC）和氣相色譜法（GC） 等。HPLC法高效、靈敏度高，但是需要消耗大量有機(jī)試劑，成本高;GC法專一性強(qiáng)，但是需要對各個樣品硅烷化、?；蝓セ妊苌幚韀5～7]。毛細(xì)管電泳（Capillary electrophoresis，CE） 具有微量、高效和快速等優(yōu)點(diǎn)，適用于食品中植物激素殘留的快速檢測[8～11]。關(guān)于聚合物膠束的研究很多，主要集中在藥物控釋放方面，如王永中等[12]制備了紫杉醇Pluronic P105聚合物膠束，顯著增溶藥物PTX，逆轉(zhuǎn)其耐藥性。王磐等[13]制備了兩親性嵌段共聚物，實(shí)驗(yàn)表明， 其在生理環(huán)境下具有較好的緩釋作用。但是，將兩親性聚合物膠束應(yīng)用到毛細(xì)管電泳的報(bào)導(dǎo)較少。聚合物膠束毛細(xì)管電泳是以聚合物膠束為假固定相 （Pseudo stationary phase，PSP） 的一種 CE 分離模式[14，15]。其中，兩親性聚合物膠束電泳與一般的膠束電泳相比，同時具備親水性和疏水性，選擇性與分辨率更高，焦耳熱更小，基線噪聲更小，膠束更穩(wěn)定，臨界膠束濃度（Critical micelle concentration，CMC）更低[16]，對痕量植物激素能更高效、快速檢測的特點(diǎn)。

本研究制備了甲基丙烯酸芐基酯 （Benzyl methacrylate，BMA）-甲基丙烯酸 （Methacrylic acid，MAA） 兩親性聚合物膠束， 并將其應(yīng)用于毛細(xì)管電泳，通過優(yōu)化色譜分離條件，建立了一種簡單快速且適用于實(shí)際樣中植物激素測定的新方法，為食品中植物激素殘留檢測提供技術(shù)參考。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

毛細(xì)管電泳儀（Agilent公司）;PHS-3D型pH計(jì)（上海三信儀表廠）;HGC-24 A氮吹儀（廈門精藝興業(yè)科技有限公司）;BS124S型電子分析天平（德國賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）。

單體MAA、BMA（Alfa Aesar公司）;偶氮二異丁腈（化學(xué)純），NaOH（分析純），均購自天津市福晨化學(xué)試劑廠;激動素（Kinetin， KT）、脫落酸（Abscisic acid， ABA）、吲哚丁酸（Indolebutyric acid， IBA）、萘乙酸（Naphthylacetic acid， NAA）和水楊酸（Salicylic acid， SA），均購自百靈威化學(xué)試劑公司。甲醇、乙醚、1， 4-二氧六環(huán)（色譜純），硼酸，HCl（分析純），均購自國藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑有限公司。實(shí)驗(yàn)用水經(jīng)Milli-Q凈化。

2.2 緩沖溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液及生根粉溶液的制備

準(zhǔn)確稱取1.4991 g AIBN 溶于90 mL 1，4-二氧六環(huán)中，加入單體0.1848 mol BMA、0.1232 mol MAA （6∶4），氮吹30 min，60 ℃恒溫水浴攪拌24 h，冷卻，乙醚沉淀。沉淀物溶于1，4-二氧六環(huán)，乙醚沉淀，反復(fù)兩次，真空干燥。將產(chǎn)物溶于NaOH溶液中，攪拌20 min，用H3BO3溶液調(diào)pH值，即得聚合物P（BMA-MAA）的H3BO3緩沖溶液。

準(zhǔn)確稱取KT， ABA， IBA， NAA和SA標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇配成標(biāo)準(zhǔn)液，置4 ℃貯存。實(shí)驗(yàn)前用甲醇稀釋成所需濃度。

準(zhǔn)確稱取12.0 mg生根粉，用二次蒸餾水定容至100 mL，超聲15 min。實(shí)驗(yàn)前用0.22 μm濾膜過濾。

2.3 ?色譜條件

運(yùn)行電壓： 15 kV;聚合物膠束濃度： 2.0 g/L; pH 9.2、50 mmol/L NaOH-H3BO3緩沖液; 壓力進(jìn)樣： 50 kPa/6 s; 檢測波長： 214 nm; 毛細(xì)管柱： 50 μm×68.0 cm（有效長度59.4 cm）; 柱溫： 25 ℃。

3 結(jié)果與討論

3.1 分離條件的優(yōu)化

3.1.1 聚合物濃度的影響 當(dāng)聚合物濃度增加，溶液電勢增大，電滲流增大，利于化合物的分離。由圖1可見，聚合物濃度在 0.5或1.0 g/L時，ABA， IBA和NAA未能基

線分離;當(dāng)增至4.0 g/L時，雖能基線分離，但柱效下降、基線變粗，KT峰形變差。因此，聚合物濃度選擇2.0 g/L。

3.1.2 緩沖液 pH 值對分離的影響 pH值可以影響聚合物中MAA、毛細(xì)管內(nèi)壁硅羥基以及溶質(zhì)羧基、羥基部分的解離，從而影響化合物的分離?？疾炝司彌_溶液pH值對植物激素分離的影響。由圖2可見，pH 9.2時，分離效果最好。

3.1.3 緩沖液濃度對分離的影響 在其它實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，考察了Na3BO3濃度為30， 40， 50和60 mmol/L時對植物激素分endprint

離行為的影響。結(jié)果表明，緩沖液濃度過高時，各植物激素的分離度下降，出峰時間延長。綜合考慮峰形、分離度和分析時間等因素，最終選擇Na3BO3濃度為 50 mmol/L。

3.1.4 運(yùn)行電壓的影響 運(yùn)行電壓不僅影響分離度，而且影響出峰時間?？疾炝诉\(yùn)行電壓對5種植物激素分離的影響。由圖3可見，隨著電壓的增大，毛細(xì)管電滲流也增大，分離時間減少，但是分離度下降。綜合考慮峰形和分離度等因素，最終選擇15 kV電壓為最優(yōu)電壓。

在上述最優(yōu)條件下，在兩親性聚合物膠束的作用下，5種植物激素得到理想分離（圖3）， 出峰順序依次為：激動素、脫落酸、吲哚丁酸、萘乙酸、水楊酸。

3.2 方法的線性范圍、檢出限和重現(xiàn)性

在最優(yōu)電泳條件下，對系列濃度遞減的5種植物激素混合樣進(jìn)行測定，以電泳譜圖的峰面積對各組分的濃度X（mg/L）進(jìn)行回歸分析，得出各組分的線性回歸方程，結(jié)果見表1。從表1可知，5種植物激素的線性范圍為1～100 mg/L，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R2>0.9919。檢出限分別為0.90 mg/L （KT），

在上述最佳條件下，5種植物激素濃度都為64 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)試樣連續(xù)進(jìn)樣5次，重現(xiàn)性良好。保留時間的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）小于0.9%，峰面積的RSD小于2.1%。

3.3 生根粉中 NAA 的分析

在上述最佳電泳條件下，按照2.4節(jié)方法，將處理過的生根粉溶液連續(xù)進(jìn)樣3次，其色譜圖如圖4所示，所檢測的NAA不受干擾。將測得的峰面積代入回歸方程計(jì)算出生根粉溶液中NAA的含量為70.3 mg/L，由此可得生根粉中NAA的含量為58.6%，在廠家提供的含量范圍≥50%之內(nèi)，說明本方法適用于生根粉中NAA的含量檢測。

為進(jìn)一步驗(yàn)證方法的可行性，對實(shí)際生根粉樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表2。在生根粉樣品中加入46和16 mg/L的KT， ABA， IBA， NAA，SA混合溶液， 5種植物激素的平均回收率范圍為90.2%～109.7%，RSD<4.6%，說明本方法重現(xiàn)性良好。

4 結(jié) 論

本研究以疏水的甲基丙烯酸芐基酯和親水的甲基丙烯酸制備了兩親性聚合物膠束，應(yīng)用毛細(xì)管電泳-紫外檢測法，建立了一種聚合物膠束電動色譜測定激動素、脫落酸、吲哚丁酸、萘乙酸和水楊酸的方法，5種植物激素在14 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速分離。本方法快速、靈敏、重現(xiàn)性好，成功用于實(shí)際樣生根粉中萘乙酸的檢測，因此有望將本方法用于食品中植物激素殘留的痕量測定和產(chǎn)品質(zhì)量分析等方面的研究。

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Determination of Plant Hormones by Capillary

Electrophoresis Based on Polymer Micelles

CHEN Xia-Di*1， LU Qiao-Mei2， CHENG Jin-Tian2， ZHANG Lan2

1（Wuyi College/Key Laboratory of Green Chemical Industry Technology of Fujian Province， Wuyishan 354300， China）

2（College of Chemistry and Chemical Engineering， Fuzhou University， Fuzhou 350000， China）

Abstract With the increasing number of food safety problems caused by the abusing and misusing of plant hormones， it will be increasingly important to strengthen the trace detection of plant hormones in foods. In this study， benzyl methacrylate-methyl methacrylate-based amphiphilic polymer micelles were prepared， and a method for trace determination of five plant hormones was established by using these micelles. This method was rapid， sensitive and reproducible. Through optimization， the best experimental conditions were obtained as follows： 2 g/L polymer micelles， 50 mmol/L NaOH-H3BO3 buffer （pH 9.2）， 15 kV running voltage. Based on this novel method， naphthalene acetic acid in the solution of rooting powder was determined.

Keywords Amphiphilic polymer micelles; Capillary electrophoresis; Plant hormones; Rooting powder

（Received 10 May 2014; accepted 19 September 2014）

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 21075016）endprint