体积排阻高效液相色谱电感耦合等离子体质谱测定印度芥菜中镉的形态论文

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1、体积排阻高效液相色谱电感耦合等离子体质谱测定印度芥菜中镉的形态论文杨红霞刘崴李冰魏巍张惠娟陈登云【摘要】建立了体积排阻高效液相色谱电感耦合等离子体质谱法(SECHPLCICPMS)测定镉超积累植物印度芥菜中镉的形态分析方法。在镉胁迫下，诱导产生植物螯合肽(PCs)。因此，在叶片和根部均检测到植物螯合肽(PC)3Cd、植物螯合肽(PC)2Cd、谷胱甘肽(GSH)Cd，及半胱胺酸(Cys)Cd4种形态。研究结果证明，植物螯合肽的合成机制为先形成GSHCd而后形成植物螯合肽。在植物不同部位，Cd存在形态不同。叶片中主要以GSHCd存在，而在根部主要以PC2Cd为主

2、，结合不同镉刺激浓度条件下植物体内镉分布规律初步推断：根部PC2Cd除了自身合成产生外.freelm;Babinton型雾化器;载气流速1.10L/min;采样模式：时间分辨;采样时间2000s;样品提升速率1mL/min。1100型高效液相色谱仪(美国Agilent公司)。色谱柱：TSKGELG3000分离柱及TSKGELTMPgSO4，0.25mmol/LKH2PO4，11.6μmol/LH3BO3，4.5μmol/LMnCl2·4H2O，10μmol/LFeEDTA，0.19μmol/LZnSO4·7H2O，0.12μmol/L(NH4)6Mo7O24和0.08μm

3、ol/LCuSO4·5H2O。实验用水为去离子水再经MilliQ装置纯化(18MΩ·cm)制得。2.2植物培养印度芥菜种子撒在珍珠岩上，用蛭石覆盖完全。放入周转箱内，周转箱内放少量水至没过筐底，外加少量Ca(NO3)2(5mmol/L)营养液。蒙上实验用纱布，放在培养箱，温度设置为28℃。待发育出两片子叶，取出，光照下培养。等长至子叶完全伸展开，开始补加1/4营养液。待苗茁壮，开始间苗至周转箱。周转箱内放1/4营养液，5d后换全营养液培养。以后每3d更换一次营养液。植株长成后，用不同浓度的Cd标准溶液进行刺激。2.3样品处理取适量Cd溶液培养的鲜叶片和根系样品，在液氮中浸泡后，于

4、干净的玛瑙研钵中研磨。加入1.00g干净石英砂，5.00mL缓冲液，将样品研磨至浆状。磨碎后转移至10mL离心管，用TrisHCl清洗研钵，一并移入离心管。4℃离心10min，转速为10000r/min，上层清液转移入干净离心管置于冰箱(-70℃)保存。分析前，将样品从冰柜中取出，氮气保护下解冻，0.2μm过滤后快速上机分析。3结果与讨论3.1Cd形态分离与检测在印度芥菜的叶片和根部均检测到4种未知峰，根据分子量标准试剂所做的分子量保留时间公式，计算其大致分子量，再通过半胱胺酸(Cys)Cd、谷光甘肽(GSH)Cd标准物质保留时间(图1a)及文献11,12报道的分子量范围初

5、步推断13.5min处为CysCd，10.2min为GSHCd，8.8min为(PC)2Cd，7.8min为(PC)3Cd，谱图如图1b所示。3.3植物不同部位Cd形态分布规律对同一株植物的叶片和根系同时进行Cd形态分析。大量数据表明，在植物的不同部位，Cd的形态分布不同。在叶片中，Cd主要以GSHCd形态存在，而在根部Cd主要以PC2Cd形态存在(图1b)。图2分析时间与Cd形态稳定性色谱图根据不同Cd刺激浓度下叶片和根部Cd形态分布规律初步推断：根部PC2Cd除了自身合成产生外，还有部分为叶片转移。3.4Cd形态稳定性在Cd的4种形态中，GSHCd不稳定，易被氧

6、化成PCsCd。本工作在样品前处理过程中，采取了严格的防氧化措施：样品处理前用液氮浸泡，研磨过程全程液氮保护，样品处理后立刻置于冰箱(-70℃)保存。分析前在氮吹保护下解冻，解冻后当天快速上机分析。图2是当天解冻后立即测定与解冻后冰箱内放置一星期后样品的色谱对比图，可以看出，一星期后GSHCd减少，PC2Cd增加。证明了以上防氧化措施是非常必要的。4结论本工作建立了SECHPLCICPMS测定印度芥菜中Cd形态分析方法，在植物叶片和根部共检测出PC3Cd、PC2-Cd、GSHCd和CysCd4种形态，验证了植物螯合肽的合成机制，即先形成GSHCd而后形成植物螯合

7、肽。在对植物不同部位进行分析时，发现叶片中Cd主要以GSHCd形态存在，且随着Cd刺激浓度的增加略有下降，而根部Cd主要以PC2Cd形态存在，随着Cd刺激浓度的增加而增加，可以初步推断：根部PC2Cd除了自身合成产生外，还有部分为叶部转移，从而具有很强的金属抗性。为了防止巯基化合物的氧化反应的发生，本实验全流程采取液氮及氮吹的防氧化措施。【