气相色谱法测定杧果叶片中多效唑含量的研究
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作者：旷松 宋淑芳 农静海 李雄辉 韦爱琳 黄台明
摘要以实例测定方式介绍杧果叶片多效唑含量的气相色谱测定方法,包括定性分析、定量分析和实例测定分析;定量分析采用标准曲线法,其线性相关系数为0.999 1,多效唑的保留时间为15.087min。改进了样品前处理方法,使其更为简便和适用,以期为具备类似条件者提供参考。
关键词气相色谱法;杧果叶片;多效唑;含量
AbstractThe experiment of paclobutrazol test in mango leaves with gas chromatograph was introduced,including qualitative analysis,quantative analysis and the test analysis as an example;standard curve method was adopted in the quantative analysis,the correlation coefficient was 0.999 1,the retention time of paclobutrazol in the chromatogram was 15.087 minutes. The improved method of sample front processes was more simple and pratical,hoping for reference to the researchers on the similar condition.
Key wordsgas chromatograph test method;mango leaves;paclobutrazol;content
多效唑(Paclobutrazol)是1984年由英国卜内门(ICI)公司开发的一种内源赤霉素合成抑制剂[1]。其分子式为C15H20N3OCl。多效唑能抑制赤霉素的生物合成和由赤霉素所控制的生理效应,主要通过调节植物体内的激素平衡,延缓植物生长,抑制茎枝伸长,促进成花和坐果[2]。同其他植物生长抑制剂相比,多效唑具有用量少、价格低廉、效果明显等优点,因此目前已被广泛用于多种作物生产。
近些年来,在我国的杧果生产中,多效唑被大量应用于促花、花期调节以及诱导反季节开花[3]。而施用多效唑后,杧果植株对多效唑的吸收和转运以及其在植株体内的残留情况目前了解并不多,笔者就杧果叶片多效唑含量的气相色谱测定方法进行研究,以期为今后这方面的进一步研究提供参考。
1材料与方法
1.1仪器与试剂
仪器为气相色谱仪(BEIFEN SP-3400 气相色谱仪),配有HP-5色谱柱和FID检测器、捣碎机、旋转蒸发仪。试剂为甲醇、二氯甲烷、石油醚、丙酮(分析纯);氢氧化钠、无水硫酸钠、硅镁吸附剂等。
1.2样品处理
1.2.1 样品的制备。将杧果鲜叶片样品用水洗净、晾干,剪碎后放入捣碎机磨碎,精确称取10.0~15.0g放入三角瓶中,再加入70mL甲醇,在室温下放置1h,每隔20min晃动混匀1次。之后用布氏漏斗抽滤(抽滤时用3层滤纸,或重复抽滤2次,以确保滤液中没有固体物质),然后用50mL的甲醇淋洗2次,收集滤液,再加入30mL去离子水,混合均匀。在45℃恒温水浴下,用旋转蒸发仪减压浓缩至水相(终体积约为30mL),用预先配置的1moL/L的氢氧化钠将水相的pH值调节为11。将水相转移到125mL的分液漏斗中,加入30mL二氯甲烷,混合均匀,静置约10min使混合液充分分层(上层似乳浊液为水相,下层为二氯甲烷的有机相),放出下层液体,用三角瓶收集,再重复上述操作2次。合并3次收集的二氯甲烷有机相,在30℃恒温水浴下,用旋转蒸发仪减压浓缩至约5mL,待经层析柱净化。
1.2.2样品的净化。制备玻璃层析柱:玻璃管采用25mL的碱式滴定管,将下端的橡皮管一段去掉,只使用上端的玻璃管,用长的玻璃棒作为填充用的工具。底部垫入少许脱脂棉,依次填入2cm厚的无水硫酸钠、6g硅镁吸附剂、2cm厚的无水硫酸钠。先用20mL石油醚淋洗层析柱,然后将前面步骤中得到的提取液转移到层析柱内,最后用10mL石油醚/甲醇(石油醚∶甲醇=97∶3)溶液淋洗,收集淋洗液。放入干燥箱中蒸发至干,加入0.5mL丙酮,使蒸发干的物质完全溶解,待上机测定。
1.3多效唑标准样品的制备
准确称量0.012 6g含量为99.7%的多效唑标准品,用丙酮溶解,定容至25mL,然后取1.5mL,再稀释定容到25mL,此时的多效唑浓度为30mg/L,以此溶液作为标准液配制不同浓度的多效唑溶液。分别取30mg/L的多效唑溶液0.5、1.0、2.0、5.0mL定容至10.0mL,则溶液的浓度分别为1.5、3.0、6.0、15.0mg/L。
1.4检测参数设计
载气(高纯N2)流速:30mL/min;H2流速:40mL/min;空气流速:300mL/min;注样器温度:250℃;柱初温:50℃;柱终温:250℃;辅助箱温度:275℃;检测器温度:50℃;设定柱温、注样器、辅助箱、检测器极限温度均为300℃;毛细管FID升温速率不能超过20℃/min。
2结果与分析
2.1多效唑的定性分析
首先以高浓度(252mg/L)的多效唑溶液对多效唑的峰进行保留时间定性,由图1可以看出,在2min附近有一个很大的峰,此为溶剂丙酮的峰,另外一个比较明显的是位于15.087min的峰,此峰可确认为多效唑的峰,即多效唑在该测定条件下的保留时间约为15min。在之后的色谱图分析中,默认距离15.087min最近的峰为多效唑峰。
2.2多效唑的定量分析
采用标准曲线法,以峰面积定量,分别检测多效唑浓度为0、1.5、3.0、6.0、15.0、30.0mg/L的标准样品在气相色谱图中分析多效唑峰的峰面积,作出多效唑浓度和峰面积的关系图(见图2)。其回归方程为y=436.69x+894.40,相关系数R2=0.999 1。
2.3杧果叶片中多效唑含量的测定
试验采集的杧果叶片样品为四季蜜杧的叶片,果园于2009年5月15日土施多效唑18g/株(含量15%)以促反季节开花,采集时间分别为5月25日、28日、31日和6月3日、6日、9日和12日,图3为5月28日所采集叶样的多效唑色谱图。根据图3和图2,计算出测定叶样的多效唑提取液中多效唑浓度为0.618 8mg/L,最后提取液的量为0.5mL,初始使用的叶样量为10.170 6g。由此计算得叶样中多效唑的含量为0.030 4μg/g。
3结论与讨论
随着检测技术水平和检测仪器设备功能的不断进步,作物体内多效唑含量的测定有多种方法,因所具备的检测条件不同,所采用的方法也不尽相同。目前国内外常用的测定方法有气相色谱法和液相色谱法[4-6],其优点为稳定性好、精确度高。
在本文测定杧果叶片多效唑含量实例中,多效唑的保留时间即出峰时间为15min左右,但在不同的检测条件下其出峰时间不尽相同,在每次具体的测定中,应根据当次定性测定分析所得确认的保留时间而定。在杧果的生产实践中,一般都要求在安全用量范围内施用多效唑,以免造成树势衰退等副作用。杧果叶片中的多效唑含量较低,因此在使用气相色谱法测定过程中,多效唑的信号很弱,易受到其他因素的干扰而影响测定的准确性[7,8],建议对每份样品的测定应重复3次以上。上述测定方法对样品的前处理作了一些改进,其处理方法更为简便和适用。
4参考文献
[1] 佘佳荣,杨仁斌,王海萍,等.多效唑在油菜植株、油菜籽和土壤中的残留[J].农药学学报,2008,10(1):113-116.
[2] 王存.多效唑在植物生产上的应用现状[J].热带农业科学,2009(2):67-71.
[3] 黄宏芬,吕烈武.多效唑在几种热带果树上的应用进展[J].现代农业科技,2009(6):25-26.
[4] 王晓容,李建光,潘学文,等.比久和多效唑混合物的高效液相色谱分析[J].华中农业大学学报,2002,21(6):523-525.
[5] 李春丽,尹桂豪,刘春华.超声萃取—气相色谱法测定芒果园土壤中多效唑残留量[J].安徽农业科学,2009,37(11):4856-4857.
[6] 白桦,邱月明,张青.气相色谱—质谱法测定苹果中多效唑残留量[J].分析测试学报,2005,24(4):64-66.
[7] 牛淑妍,张前前,许良忠,等.多效唑的气相色谱分析[J].青岛科技大学学报,2003,24(1):28-30.
[8] 赵健,杨挺,张欢,等.用气相色谱法检测白菜和黄瓜中多效唑的残留量[J].江西农业学报,2009,21(11):104-105.
摘要以实例测定方式介绍杧果叶片多效唑含量的气相色谱测定方法,包括定性分析、定量分析和实例测定分析;定量分析采用标准曲线法,其线性相关系数为0.999 1,多效唑的保留时间为15.087min。改进了样品前处理方法,使其更为简便和适用,以期为具备类似条件者提供参考。
关键词气相色谱法;杧果叶片;多效唑;含量
AbstractThe experiment of paclobutrazol test in mango leaves with gas chromatograph was introduced,including qualitative analysis,quantative analysis and the test analysis as an example;standard curve method was adopted in the quantative analysis,the correlation coefficient was 0.999 1,the retention time of paclobutrazol in the chromatogram was 15.087 minutes. The improved method of sample front processes was more simple and pratical,hoping for reference to the researchers on the similar condition.
Key wordsgas chromatograph test method;mango leaves;paclobutrazol;content
多效唑(Paclobutrazol)是1984年由英国卜内门(ICI)公司开发的一种内源赤霉素合成抑制剂[1]。其分子式为C15H20N3OCl。多效唑能抑制赤霉素的生物合成和由赤霉素所控制的生理效应,主要通过调节植物体内的激素平衡,延缓植物生长,抑制茎枝伸长,促进成花和坐果[2]。同其他植物生长抑制剂相比,多效唑具有用量少、价格低廉、效果明显等优点,因此目前已被广泛用于多种作物生产。
近些年来,在我国的杧果生产中,多效唑被大量应用于促花、花期调节以及诱导反季节开花[3]。而施用多效唑后,杧果植株对多效唑的吸收和转运以及其在植株体内的残留情况目前了解并不多,笔者就杧果叶片多效唑含量的气相色谱测定方法进行研究,以期为今后这方面的进一步研究提供参考。
1材料与方法
1.1仪器与试剂
仪器为气相色谱仪(BEIFEN SP-3400 气相色谱仪),配有HP-5色谱柱和FID检测器、捣碎机、旋转蒸发仪。试剂为甲醇、二氯甲烷、石油醚、丙酮(分析纯);氢氧化钠、无水硫酸钠、硅镁吸附剂等。
1.2样品处理
1.2.1 样品的制备。将杧果鲜叶片样品用水洗净、晾干,剪碎后放入捣碎机磨碎,精确称取10.0~15.0g放入三角瓶中,再加入70mL甲醇,在室温下放置1h,每隔20min晃动混匀1次。之后用布氏漏斗抽滤(抽滤时用3层滤纸,或重复抽滤2次,以确保滤液中没有固体物质),然后用50mL的甲醇淋洗2次,收集滤液,再加入30mL去离子水,混合均匀。在45℃恒温水浴下,用旋转蒸发仪减压浓缩至水相(终体积约为30mL),用预先配置的1moL/L的氢氧化钠将水相的pH值调节为11。将水相转移到125mL的分液漏斗中,加入30mL二氯甲烷,混合均匀,静置约10min使混合液充分分层(上层似乳浊液为水相,下层为二氯甲烷的有机相),放出下层液体,用三角瓶收集,再重复上述操作2次。合并3次收集的二氯甲烷有机相,在30℃恒温水浴下,用旋转蒸发仪减压浓缩至约5mL,待经层析柱净化。
1.2.2样品的净化。制备玻璃层析柱:玻璃管采用25mL的碱式滴定管,将下端的橡皮管一段去掉,只使用上端的玻璃管,用长的玻璃棒作为填充用的工具。底部垫入少许脱脂棉,依次填入2cm厚的无水硫酸钠、6g硅镁吸附剂、2cm厚的无水硫酸钠。先用20mL石油醚淋洗层析柱,然后将前面步骤中得到的提取液转移到层析柱内,最后用10mL石油醚/甲醇(石油醚∶甲醇=97∶3)溶液淋洗,收集淋洗液。放入干燥箱中蒸发至干,加入0.5mL丙酮,使蒸发干的物质完全溶解,待上机测定。
1.3多效唑标准样品的制备
准确称量0.012 6g含量为99.7%的多效唑标准品,用丙酮溶解,定容至25mL,然后取1.5mL,再稀释定容到25mL,此时的多效唑浓度为30mg/L,以此溶液作为标准液配制不同浓度的多效唑溶液。分别取30mg/L的多效唑溶液0.5、1.0、2.0、5.0mL定容至10.0mL,则溶液的浓度分别为1.5、3.0、6.0、15.0mg/L。
1.4检测参数设计
载气(高纯N2)流速:30mL/min;H2流速:40mL/min;空气流速:300mL/min;注样器温度:250℃;柱初温:50℃;柱终温:250℃;辅助箱温度:275℃;检测器温度:50℃;设定柱温、注样器、辅助箱、检测器极限温度均为300℃;毛细管FID升温速率不能超过20℃/min。
2结果与分析
2.1多效唑的定性分析
首先以高浓度(252mg/L)的多效唑溶液对多效唑的峰进行保留时间定性,由图1可以看出,在2min附近有一个很大的峰,此为溶剂丙酮的峰,另外一个比较明显的是位于15.087min的峰,此峰可确认为多效唑的峰,即多效唑在该测定条件下的保留时间约为15min。在之后的色谱图分析中,默认距离15.087min最近的峰为多效唑峰。
2.2多效唑的定量分析
采用标准曲线法,以峰面积定量,分别检测多效唑浓度为0、1.5、3.0、6.0、15.0、30.0mg/L的标准样品在气相色谱图中分析多效唑峰的峰面积,作出多效唑浓度和峰面积的关系图(见图2)。其回归方程为y=436.69x+894.40,相关系数R2=0.999 1。
2.3杧果叶片中多效唑含量的测定
试验采集的杧果叶片样品为四季蜜杧的叶片,果园于2009年5月15日土施多效唑18g/株(含量15%)以促反季节开花,采集时间分别为5月25日、28日、31日和6月3日、6日、9日和12日,图3为5月28日所采集叶样的多效唑色谱图。根据图3和图2,计算出测定叶样的多效唑提取液中多效唑浓度为0.618 8mg/L,最后提取液的量为0.5mL,初始使用的叶样量为10.170 6g。由此计算得叶样中多效唑的含量为0.030 4μg/g。
3结论与讨论
随着检测技术水平和检测仪器设备功能的不断进步,作物体内多效唑含量的测定有多种方法,因所具备的检测条件不同,所采用的方法也不尽相同。目前国内外常用的测定方法有气相色谱法和液相色谱法[4-6],其优点为稳定性好、精确度高。
在本文测定杧果叶片多效唑含量实例中,多效唑的保留时间即出峰时间为15min左右,但在不同的检测条件下其出峰时间不尽相同,在每次具体的测定中,应根据当次定性测定分析所得确认的保留时间而定。在杧果的生产实践中,一般都要求在安全用量范围内施用多效唑,以免造成树势衰退等副作用。杧果叶片中的多效唑含量较低,因此在使用气相色谱法测定过程中,多效唑的信号很弱,易受到其他因素的干扰而影响测定的准确性[7,8],建议对每份样品的测定应重复3次以上。上述测定方法对样品的前处理作了一些改进,其处理方法更为简便和适用。
4参考文献
[1] 佘佳荣,杨仁斌,王海萍,等.多效唑在油菜植株、油菜籽和土壤中的残留[J].农药学学报,2008,10(1):113-116.
[2] 王存.多效唑在植物生产上的应用现状[J].热带农业科学,2009(2):67-71.
[3] 黄宏芬,吕烈武.多效唑在几种热带果树上的应用进展[J].现代农业科技,2009(6):25-26.
[4] 王晓容,李建光,潘学文,等.比久和多效唑混合物的高效液相色谱分析[J].华中农业大学学报,2002,21(6):523-525.
[5] 李春丽,尹桂豪,刘春华.超声萃取—气相色谱法测定芒果园土壤中多效唑残留量[J].安徽农业科学,2009,37(11):4856-4857.
[6] 白桦,邱月明,张青.气相色谱—质谱法测定苹果中多效唑残留量[J].分析测试学报,2005,24(4):64-66.
[7] 牛淑妍,张前前,许良忠,等.多效唑的气相色谱分析[J].青岛科技大学学报,2003,24(1):28-30.
[8] 赵健,杨挺,张欢,等.用气相色谱法检测白菜和黄瓜中多效唑的残留量[J].江西农业学报,2009,21(11):104-105.