植物激素理化分析方法研究进展

邢露智+王蓓

摘要：指出了植物激素是植物体内天然存在的一系列痕量有机化合物，对于调节植物的各种生长发育过程和环境应答具有非常重要的作用，因此对植物激素进行准确地定性定量分析是一项艰巨而意义重大的任务。就近年来植物激素的理化分析方法研究进展进行了综述。

关键词：植物激素；理化分析方法；进展

中图分类号：S184

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）17-0092-03

1 引言

植物激素是植物体内天然存在的一系列有机化合物，对植物生长发育具有重要的调控作用，植物激素的测定技术对研究其在植物生命活动的调节作用中具有非常重要的意义。由于植物激素含量极低，性质不稳定、易分解，且前处理过程不能完全消除植物组织中复杂的基质干扰，故而获得一种灵敏度高、专一性强、操作简便的检测方法一直是国内外诸多学者研究的热点。

2 高效液相色谱法

高效液相色谱法灵敏度高、专一性强和重复性好，是较理想的植物内源激素分析方法，但对前处理要求较高，目前已被广泛应用于植物内源激素的测定。

陈利德等[1]利用HPLC法对黄牛粪中的赤霉素、吲哚乙酸、脱落酸和细胞分裂素含量进行测定，其中赤霉素含量较高，而脱落酸含量较低。黄岛平等[2]采用超高效液相色谱，同时测定吲哚乙酸、脱落酸、赤霉素、玉米素等4种激素，分离效果理想，10 min内完成了测定，回收率为 98.2%～101.1%。雷蕾等[3]用反相高效液相色譜法分离和测定经不同除草剂处理的亚麻植株中两种生长素吲哚乙酸与赤霉素，5 min可将两种激素快速分离和定量测定，线性关系良好，回收率较高。周艳明等[4]建立高效液相色谱法测定果蔬中 7 种植物激素残留的方法。选择 10 种果蔬样品，经提取、净化，外标法定量，回收率均在 70.23%～98.10%范围内。杨途熙等[5]用HPLC法同时分离测定了仁用杏花芽中的腺素、玉米素、赤霉素、生长素、6-苄氨基嘌呤、秋水仙素、脱落酸和吲哚-3-丁酸等8种植物激素，各峰的分离效果理想，加标回收率为95.41%～103.48%。童建华等[6]用HPLC法同时检测棉花根中多种植物激素含量，以乙腈和三乙胺溶液为流动相梯度洗脱，在每种物质的保留时间附近切换至最大吸收峰（赤霉酸除外）波长作为检测波长，并与 254 nm 同一波长检测多种植物激素含量的方法进行比较，结果表明切换波长法检测5种植物激素的灵敏度和回收率均较高，检出限均较低。简利茹等[7]应用C18萃取小柱提取纯化培养液中菌根真菌产生的2种植物激素，经过纯化富集，吲哚-3-乙酸和赤霉素分离效果理想，回收率分别大于96.8%和95.4%。胡西洲等[8]通过固相萃取结合分子络合物-分散液液微萃取与高效液相色谱联用，建立了一种测定椰子汁中酸性植物激素的新方法，该方法的富集倍数可达319～478倍，线性关系良好，具有良好的精密度和准确度，有望用于植物激素的检测。赵曼丽等[9]采用反相高效液相色谱法，对骆驼刺分株处根状茎中植物内源激素赤霉素、玉米素和生长素吲哚-3-乙酸进行了分离和含量测定，结果其平均回收率分别为98.3%、90.3%和101.3%。

3 液相色谱-质谱联用法

液相色谱-质谱联用法将高效液相色谱法对复杂样品的高分离能力与质谱法的高选择性、高灵敏度的优点结合起来，成为目前广泛应用的植物激素测定方法。

郭磊等[10]利用LC-MS 法对从土培拟南芥叶片和水培拟南芥根系中分离的原生质体进行脱落酸含量分析，结果表明，所测原生质体的脱落酸含量与原生质体数目之间具有较好的线性关系，相关系数分别为 0.9923和0.9931。该研究以原生质体为材料，避免了细胞间隙中的复杂化学成分干扰，提高了植物激素测定的灵敏度和精度，完善了经典的植物激素测定技术。刘雪梅等[11]利用HPLC-QqQ MS联用分析系统建立几种大型海藻中植物激素的分析方法，结果显示植物激素浓度在 5～500 μg/L范围内线性良好，检测限为0.0041～0.8622 μg/L，回收率在 61.33%～90.39%之间。曹慧等[12]建立了食品中多种植物激素残留量检测的超高效液相色谱-串联质谱的分析方法。采用电喷雾-正离子多反应监测模式，外标法定量，7种植物激素的回收率在80.2%～119.3%。龚明霞等[13]建立了同时测定植物组织中玉米素、吲哚乙酸、赤霉素类、脱落酸、茉莉酸等7种植物激素的UHPLC-QqQ-MS/MS法。在多反应监测模式下进行定性定量分析，外标法定量。7种植物 激 素的检出 限为0.01～8.77 ng/mL，定量限为0.02～29.23 ng/mL，植物样本前处理采用C18-SPE小柱进行富集和纯化，极大地减少了基质干扰。易勇等[14]建立了UPLC-MS/MS法同时测定马尾藻中吲哚乙酸、吲哚丁酸、脱落酸、玉米素等4 种植物激素的含量。采用多反应离子监测模式分析测定。在 0.01～1.0 μg/mL内，各种植物激素的相关系数均大于0.9990，回收率为 84.3% ～102.1%。钟冬莲等[15]建立了同时检测毛竹笋中赤霉素、脱落酸、吲哚-3-乙酸和吲哚-3-丁酸 4 种内源性植物激素的HPLC-MS/MS方法。以超纯水和甲醇溶液作为流动相进行梯度洗脱，采用多反应监测离子模式进行定性分析，基质标准曲线外标法进行定量分析，线性范围在 2～200 μg/L之间。在 5，50 和 200μg/kg 添加水平下，4 种内源植物激素的回收率为 75.2%～ 105.0%。李艳等[16]采用HPLC-TQMS技术，建立了同时分析羊栖菜主分枝、侧分枝、初生叶、次生叶、茎等 5 个部位中吲哚乙酸、异戊烯腺苷、异戊烯腺嘌呤、反式玉米素核苷、玉米素、独角金内酯、脱落酸、水杨酸、赤霉素、茉莉酸等 10 种植物激素含量的方法，以甲醇和水为流动相进行梯度洗脱，采用电喷雾电离，正/负离子扫描选择反应监测模式进行定量分析回收率为 72.24%～ 91.31% 之间。夏群等[17]建立了同时检测水稻中 6 种内源性植物激素脱落酸、吲哚-3-乙酸、水杨酸、茉莉酸、吲哚-3-丙酸和吲哚-3-丁酸的全自动在线固相萃取-液相色谱-串联质谱方法。植物样品经过甲醇提取，采用 C18固相萃取柱富集净化，流动相将待测物洗脱至 C18分析色谱柱进行分离，最终使用串联四极杆质谱进行检测，回收率范围为71.2% ～126%。卢巧梅等[18]建立了高效液相色谱-离子阱串联质谱高灵敏、快速测定多种内源植物激素的新方法，吲哚乙酸、脱落酸和赤霉酸在 5分钟内实现完全分离，最低检测限为 8.0 ng/mL。endprint

曹进等[19]建立了一种在线制备方法，将样品粉末化后装填入小柱，利用水、甲酸-水和甲醇-水在线预洗制备后，切换至分析流路，采用梯度洗脱及ESI源LC-MS/MS检测植物中褪黑激素、复合胺及吲哚乙酸等3种神经物质，每个样品的检测时间10 min，较离线方法的分析时间缩短了1/2，且不损失方法的准确度及精密度，回收率较离线方法提高约4%。贾鹏禹等[20]采用双三元液相色谱建立了在线固相萃取技术与电喷雾串联质谱联用方法，并成功应用于实际样品检测。同时检测大豆不同部位中的赤霉素、吲哚乙酸、玉米素和脱落酸等4 种酸碱性植物激素。通过考察固相萃取富集柱、分析色谱柱、流动相对植物激素的保留和选择性的影响，获得较高的灵敏度、回收率、稳定性及精密度。

4 气相色谱法

气相色谱法能够对分析样品进行准确、高灵敏度测量，但由于对样品的特殊要求，使得待测组分需要具有一定的挥发性，因此，在植物激素样品的前处理过程中一般需要对样品进行衍生化。

杜黎明等[21]采用大口径毛细管气相色谱法对多种植物生长素进行了测定。萘乙酸、吲哚-3-乙酸、吲哚-3-丁酸、脱落酸和赤霉素等组分，不需衍生化处理，直接进样，获得了良好的分析结果，回收率为89.7%～98.2%。付磊等[22]建立了一种采用530 μm大口径毛细管色谱柱、不經衍生化处理而直接测定植物生长素赤、霉素3的气相色谱方法。用FID检测，相对标准偏差小于3.0%，平均回收率为85.8%～ 91.2%。杜黎明等[23]应用大口径毛细管气相色谱法，以正二十二烷为内标物，对植物组织中的吲哚乙酸、脱落酸和赤霉素等3种内源激素进行了测定，平均回收率为88.4%～92.2%。

5 毛细管电泳法

毛细管电泳法用毛细管柱代替了常规液相柱，具有微量、准确、成本低、污染少、分析时间快、自动化程度高的优点，因而也是分离检测植物激素的有效手段。但由于灵敏度和重现性等方面的限制阻碍了其进一步的运用。

马晓颖等[24]建立同时分离测定微生物代谢产物中吲哚乙酸、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸的毛细管电泳-二极管阵列检测器新方法。测得微生物代谢产物中含有细胞分裂素和脱离酸回收率分别为 90.1%～94.8%、95.8%～96.2%。王艳红等[25]建立了高效毛细管电泳法分离测定茶叶中赤霉素、吲哚-3-乙酸、脱落酸、吲哚-3-丁酸、细胞分裂素等5种植物激素的分析方法。采用正交试验设计对高效毛细管电泳方法中的运行电压、缓冲液pH值和添加剂SDS浓度等分离条件进行优化，可在11 min以内实现茶叶中5种激素的分离检测。邓宁等[26]利用胶束电动毛细管色谱在柱样品电堆积的预富集方法，以十二烷基硫酸钠胶束作准固定相，对7种植物激素进行了富集和分离。研究了各种分离条件的影响，并分别在高电渗流和聚丙烯酰胺涂层抑制电渗流条件下对植物激素进行在柱电堆积富集，各种植物激素的检出限比文献报道降低1～2个数量级。张洪香等[27]建立了毛细管电泳法同时测定葡萄籽中吲哚乙酸、脱落酸和细胞分裂素的方法，回收率为85.24%～90.80%。陈吓俤等[28]制备了具有两亲性的聚 （ 甲基丙烯酸苄基酯-甲基丙烯酸） 胶束，成功地将 5 种植物激素分离，建立了一种植物激素痕量检测的聚合物胶束毛细管电动色谱方法，高效、快速、重现性好。

6 其他方法

其他方法包括气相色谱-质谱联用法、离子色谱法、紫外分光光度法和电位滴定法等。

杨一等[29]建立了气相色谱质谱联用法测定肥料中2，4-二氯苯氧乙酸的分析方法，主要分为样品的前处理过程和GC-MS分析过程。以酸性乙腈为提取剂用超声波辅助提取，甲酯化衍生处理后进行GC-MS分析，以3种市售有机肥为样品，加标回收率为63.5%～78.0%。贾丽等[30]采用离子色谱法测定了土壤中植物激素乙烯利，样品的加标回收率为85.6%～87.9%。朱金花等[31]分别采用紫外分光光度法和电位滴定法测定了脱落酸、3-吲哚乙酸、赤霉素、水杨酸等几种植物激素的电离常数，对比分析了两种测试方法的原理、测试步骤和数据处理方法。结果表明，采用两种方法测定的4种样品的电离常数与文献报道值一致，且测量结果的重现性较好，表明紫外分光光度法和电位滴定法可方便地用于测定有机化合物的电离常数。

7 结语

植物内源激素对植物体的生长发育具有至关重要的作用，因此对植物内源激素进行准确的定性定量分析是一项艰巨而意义重大的任务。然而植物激素具有含量低、性质不稳定的特征，且在植物体内存在多种其他物质会对激素的定量产生干扰，使得这项工作极具挑战性。液质联用法（LC-MS）由于灵敏度高、选择性强，对复杂提取物中内源激素的定性具有极高的准确度，且样品无需衍生化处理，简化了实验步骤，节省了时间，且可同时测定多种不同激素，是目前激素分析的主流，也必将是今后的发展趋势。

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Abstract：Phytohormones are a series of trace organic compounds synthesized in plants.They exert profound and divers effects on plant growth，development and environmental response.The plant hormones determination technology was an important tool to study their regulatory activity in the plant life.Accordingly，the accurate and reliable quantitative analysis of phytohormones has been one of the primary challenges in the plant research field.This article reviewed the physicochemical determination of plant hormones in recent years.

Key words： phytohormones；physicochemical analytical methods；progressendprint