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植物在生長代謝的過程中會需要氨基酸,氨基酸的種類有很多,從目前的科學(xué)研究來看,植物必需的氨基酸有8種:苯丙氨酸,異亮氨酸,賴氨酸,亮氨酸,甲硫氨酸,纈氨酸,色氨酸,蘇氨酸。當(dāng)然,還有其他種類的氨基酸。其他的氨基酸在代謝的過程中也起著很重要的作用,比如丙氨酸能夠增強(qiáng)葉綠體的合成,調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉,保持水分的平衡。谷氨酸能刺激植物不斷生長,增強(qiáng)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力。甘氨酸能提高光合作用效率,增加糖分的含量,提升農(nóng)作物果實的品質(zhì)等。在植物代謝的過程中,氨基酸并不是獨立的,而是相互關(guān)聯(lián)并不斷作用而產(chǎn)生的。
檢測植物中的氨基酸種類和含量,對了解植物的代謝過程,種類的作用,含量的變化,都是非常有必要的。一般情況下,檢測氨基酸含量,是通過高效液相色譜(HPLC)法。當(dāng)然,這并不是唯一的方法,現(xiàn)在有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)和操作步驟參考。在實際操作的過程中,需要對方法,特別是色譜條件進(jìn)行驗證,從而獲得有效的色譜峰,有利于得到準(zhǔn)確的計算結(jié)果。
以HPLC為例,檢測過程包括了前處理,色譜條件,色譜峰和原始數(shù)據(jù),標(biāo)準(zhǔn)曲線,計算結(jié)果等。
1.前處理
前處理也稱為樣品提取,提取出目標(biāo)氨基酸。它包括了水解和衍生步驟。將0.2g的樣品,放入15ml的離心管中,加入2ml的6mol/L的HCL,充分振蕩5min。放入105℃的烘箱,水解24h。冷卻到室溫,用HCL補(bǔ)充揮發(fā)的部分。用6mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)到中性,用水定容到5ml,振蕩5min。4000r/min的離心,10min內(nèi)可以獲得相對清澈的上清液。
衍生的過程,就是將0.5ml的上述的提取液,加入pH=9.0的碳酸氫鈉緩沖液和DNFB各0.5ml,加入60℃的水浴中,避光反應(yīng)60min。取出,冷卻到室溫,加入3.5ml的pH=7.0的磷酸緩沖溶液,充分混勻,避光反應(yīng)15min,取上清液0.22um膜過濾。
2.色譜條件
檢測器:DAD C18色譜柱:250*4.6mm; 5μm
柱溫:38℃ 流速:1ml/min 進(jìn)樣量:20μL 波長:360nm
流動相:A:乙腈:甲醇=90:10 B:0.02mol/L磷酸二氫鈉+磷酸氫二鈉
3.標(biāo)準(zhǔn)曲線
將目標(biāo)氨基酸進(jìn)行稀釋,成倍的,梯度稀釋5-7個濃度點。以上述的色譜條件,測定對應(yīng)的色譜峰。對色譜峰面積進(jìn)行積分,結(jié)合對應(yīng)點的標(biāo)準(zhǔn)品濃度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得的回歸方程。一般情況下,相關(guān)系數(shù)r2>0.999,重復(fù)性符合規(guī)定要求。
4.計算結(jié)果
對樣品進(jìn)行測定,根據(jù)樣品的色譜峰面積,結(jié)合回歸方程,可以計算出樣品的氨基酸含量。
氨基酸:天冬氨酸,蘇氨酸,谷氨酸,脯氨酸,甘氨酸,纈氨酸,γ-氨基丁酸(GABA),苯丙氨酸,組氨酸,精氨酸,丙氨酸,酪氨酸,甲硫氨酸,異亮氨酸,亮氨酸,賴氨酸,半胱氨酸,刀豆氨酸,天冬氨酰,高絲氨酸,犬尿氨酸,色氨酸,瓜氨酸,羥脯氨酸,半胱氨酸,鳥氨酸,?;撬?,氨基環(huán)丙烷羧酸,聚谷氨酸,谷氨酸鈉,對氨基苯甲酸等。