基于差分离子淌度质谱技术的赤霉素类植物激素的高效定量分析方法研究

Gibberellins (GAs) are an essential plant hormone for plants and play an important regulatory role in various stages of plant growth and development, such as seed germination, stem elongation, leaf expansion, floral initiation and seed development. The high-performance quantitative analysis of plant endogenous GAs levels is fundamental to carry out plant physiological research in GAs biosynthesis, transportation and signal transduction, etc. However, the present quantitation methods still have shortages in sensitivity, accuracy, and throughput. In the current research, differential mobility spectrometry (DMS), the new separating dimension orthogonal with chromatographic separation, will be strategically introduced into GAs quantitation. Benefitting from the fact that DMS can eliminate co-eluting interferences from liquid chromatography and lower the background baseline level, three advantages will be achieved. First, the consumption of plant tissues will be decreased due to the improved sensitivity. Second, eliminating the interferences will result in higher specificity and accuracy of the method. Last, the throughput will be improved attributed to the simplified SPE procedure. Therefore, the high-performance GAs quantitative analysis method established based on the above advantages will provide more accurate and reliable essential data for GAs physiological research.

赤霉素是植物生长所必需的激素之一，在植物种子萌发、茎杆伸长、叶片展开、花的发生以及果实与种子的发育等生长发育的各个阶段都发挥着重要的调控作用。植物内源赤霉素含量的高效定量分析是开展赤霉素生物合成、转运、信号转导等植物生理研究的基础。但是，目前的定量分析方法在灵敏度、准确性、分析通量方面仍有不足。在本研究中，将DMS这一正交于液相色谱的分离维度战略性的引入GAs的定量分析中，借助其在去除共流出干扰物及降低背景噪音方面的作用，可带来三方面的优势。提高分析灵敏度降低植物材料用量，去除干扰提高检测的特异性与定量的准确性，简化前处理阶段的流程大大缩短分析时间提高分析通量。基于以上优势建立的植物内源GAs高效定量分析方法将为植物生理研究提供更加准确可靠的基础数据。

赤霉素是植物生长所必需的激素之一，在植物种子萌发、茎杆伸长、叶片展开、花的发生以及果实与种子的发育等生长发育的各个阶段都发挥着重要的调控作用。植物内源赤霉素含量的高效定量分析是开展赤霉素生物合成、转运、信号转导等植物生理研究的基础。但是，目前的定量分析方法在灵敏度、准确性、分析通量方面仍有不足。.在本研究项目中，我们首先开发了GAs的UPLC-MS/MS方法和植物样品GAs前处理方法，并基于此建立了植物内源GAs 的非DMS条件下的液质联用定量分析方法。然后，通过GAs 化合物的离子迁移行为研究及其离子淌度分离条件研究，确定了每个GA化合物的特征DMS参数，建立了基于UPLC-DMS-MS/MS的植物内源GAs定量分析方法。在此基础上，将该方法用于水稻、拟南芥等模式植物中内源GAs 含量的时空分布分析。.研究发现，使用优化的DMS方法检测使大多数GAs化合物的信噪比提高约半个数量级；另外DMS方法可以检出一些对于非DMS方法检测困难的化合物，如GA29；DMS的引入可将前处理方法由双柱SPE简化为单柱SPE。.因此，我们可以得到以下结论：将DMS这一正交于液相色谱的分离维度战略性的引入GAs的定量分析中，借助其在去除共流出干扰物及降低背景噪音方面的作用，可带来三方面的优势，包括提高分析灵敏度降低植物材料用量，去除干扰提高检测的特异性与定量的准确性，简化前处理阶段的流程大大缩短分析时间提高分析通量。基于以上优势建立的植物内源GAs高效定量分析方法将为植物生理研究提供更加准确可靠的基础数据。