一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其体系

本发明属于环境检测技术领域，具体涉及一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其所采用的体系。

背景技术：

植物是自然界食物链的起始也是重要组成部分，同时也是许多污染物的“汇”，植物吸收和转化行为对污染物的循环起着不可忽视的作用。当环境中的污染物被植物体吸收后，会在组织器官中发生一系列的生物化学反应。其中发生的生物转化过程分为两个阶段，分别为ⅰ相反应和ⅱ相反应，其中ⅰ相反应主要包括氧化、还原和水解反应，而ⅱ相反应则指生物体内的谷胱甘肽、氨基酸、糖苷等物质与污染物结合。化合物经过植物的吸收代谢，其形态/价态会发生变化。

以往对植物吸收的化合物的提取主要采用植物解剖、匀浆/（冷冻干燥、研磨）、固液萃取、固相萃取等步骤，从而达到对植物中化合物进行提取进而对化合物形态变化进行观察，然而这种方法须要破坏植物结构，对植物进行匀浆或冻干研磨等处理，虽然可以对化合物精确定量但对植物造成不可逆的破坏，且后续检测会受到植物体本身基质的影响，对前处理净化程度要求较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种不破坏植物生理结构的同时，又可以获得并验证化合物经过植物内吸收转化后的产物的方法。

一种简单、干扰性小且无损伤的获得植物吸收转化后化合物的方法及所采用的体系，通过该体系和方法处理所得的目标化合物更易于进行定性观察和研究，可以方便地对植物吸收转化之后的化合物进行提取和鉴定；所述的相应的方法和体系是指对相应的化合物进行植物处理并鉴定的方法和体系。

实现本发明目的的技术方案是：一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其所采用的体系，具体步骤包括：

①采用须根类植物进行土培；

②将植物根部清洗干净分成两份，分别在两个容器中继续进行水培，构建分根水培系统；

③在上述两个容器其中一个进行目标化合物染毒，控制染毒浓度在一定范围内；

④对植物进行培养一段时间，每天对染毒容器进行化合物补充；

⑤培养一段时间后对未染毒烧杯中溶液进性收集鉴定。

步骤①中，须根类植物是小麦、玉米、水稻、水仙、狗尾草中一种或几种，将植物进行土培；

步骤①中，所用土壤为无污染土壤，并施加少量磷肥，并适量浇水；

步骤②中，将步骤①所述水培植物取出，将植物根系按照一定比例分成两份，该比例为1：x（x可取不大于5的自然数）；

步骤②中，所述的两个容器为用横板连接但内部溶液互相不连通的两个避光容器，容器的材质取决于目标化合物的种类，有机物采用玻璃容器，无机物采用塑料容器，混合污染物采用聚四氟容器；

步骤③中，对其中一个容器中溶液进行一种或多种目标化合物染毒，该容器为根系较多一侧；

步骤③中，染毒浓度一般该控制在10µg/l到1000µg/l之间；

步骤②③的设计可以形成化合物-部分植物根系-植物整体-另一部分植物根系-空白培养液的通路，通过该体系可以实现化合物在植物体中转化并输出到空白培养液中的目的。

本发明具有的积极效果：（1）本发明的方法可以适用于低浓度化合物，化合物种类可以多样，操作过程中对植物本身不造成损伤，由于该方法不涉及植物解剖，所以大幅度降低了对化合物鉴定过程中去除基质干扰的难度。（2）本发明的方法应用于鉴定植物样品中的化合物吸收转化产物，所采用的后续处理手段可依据水样处理的方法，无需建立植物样品处理手段，简化了操作难度，本发明的方法不仅操作方便、干扰性小而且富集得到结果更客观且具有说服力。

附图说明

图1为本发明中植物分根水培体系的示意图。

具体实施方式

下面通过实例对本发明所述的方法和技术加以说明，实际应用中，不限于此。

（实施例1，无损伤获得小麦中三价铬化合物吸收转化后产物的方法）

本实施例的对三价铬化合物在小麦植物体中吸收转化产物的获方法具有以下步骤：

①选取小麦植株栽种于施加少量磷肥无污染土壤中，每天在花盆下部浇水；

②将小麦从土中取出，清洁小麦根部，然后将小麦根部等分成两份，分别在两个避光塑料容器中继续进行水培，每个容器500ml水培营养液，构建分根水培系统；

③在上述两个容器其中一个加入氯化铬化合物，使初始浓度为50µg/l；

④对小麦培养14天，每天对染毒容器进行化合物补充，用含50µg/l氯化铬的营养液替换其中250ml溶液；

⑤培养14天后对未染毒烧杯中溶液进性收集，收集后采用相应方法进行富集鉴定，鉴定三价铬的价态是否有改变。

（实施例2，无损伤获得玉米中β-受体阻断剂美托洛尔吸收转化后产物的方法）

本实施例的对β-受体阻断剂在玉米植物体中吸收转化产物的获方法具有以下步骤：

①选取玉米植株栽种于施加少量磷肥无污染土壤中，每天在花盆下部浇水；

②将玉米从土中取出，清洁玉米根部，然后将玉米根部分成1:2份，分别在两个避光玻璃容器中继续进行水培，每个容器600ml水培营养液，构建分根水培系统；

③在上述两个容器其中一个加入美托洛尔化合物，使初始浓度为100µg/l；

④对玉米培养20天，每天对染毒容器进行化合物补充，用含100µg/l美托洛尔的营养液替换其中300ml溶液；

⑤培养20天后对未染毒烧杯中溶液进性收集，收集后采用相应方法进行富集鉴定，鉴定美托洛尔手性变化。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施案例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其体系，其特征在于具有以下步骤：

①采用须根类植物进行土培；

②将植物根部清洗干净分成两份，分别在两个容器中继续进行水培，构建分根水培系统；

③在上述两个容器其中一个进行目标化合物染毒，控制染毒浓度在一定范围内；

④对植物进行培养一段时间，每天对染毒容器进行化合物补充；

⑤培养一段时间后对未染毒烧杯中溶液进性收集鉴定。

2.根据权利要求1所述一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其体系，其特征在于所述的须根类植物是小麦、玉米、水稻、水仙、狗尾草中一种或几种。

3.根据权利要求1所述一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其体系，其特征在于所述的土壤为无污染土壤，并施加少量磷肥。

4.根据权利要求1所述一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其体系，其特征在于所述的将植物根系按照一定比例分成两份，该比例为1：x（x可取不大于5的自然数）。

5.根据权利要求1所述一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其体系，其特征在于所述的两个容器为用横板连接但内部溶液互相不连通的两个避光容器，容器的材质取决于目标化合物的种类，有机物采用玻璃容器，无机物采用塑料容器，混合污染物采用聚四氟容器。

6.根据权利要求1所述一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其体系，其特征在于所述的对其中一个容器中溶液进行一种或多种目标化合物染毒，该容器为根系较多一侧。

7.根据权利要求1所述一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其体系，其特征在于所述的染毒浓度一般该控制在10µg/l到1000µg/l之间。

8.根据权利要求1所述一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其体系，其特征在于所述的体系为化合物-部分植物根系-植物整体-另一部分植物根系-空白培养液的通路，通过该体系可以实现化合物在植物体中转化并输出到空白培养液中的目的。

技术总结
本发明公开了一种无损伤获得植物吸收转化后化合物的方法及其所采用的体系。该方法包括：①采用须根类植物进行土培；②将植物根部清洗干净分成两份，分别在两个容器中继续进行水培，构建分根水培系统；③在上述两个容器其中一个进行目标化合物染毒，控制染毒浓度在一定范围内；④对植物进行培养一段时间，每天对染毒容器进行化合物补充；⑤培养一段时间后对未染毒烧杯中溶液进性收集鉴定。本发明的方法可以适用于低浓度多种化合物，操作过程中对植物本身不造成损伤，由于该方法不涉及植物解剖，所以大幅度降低了对化合物鉴定过程中去除基质干扰的难度。无需建立植物样品处理手段，操作方便、干扰性小而且富集得到结果更客观且具有说服力。

技术研发人员：许佳瑶;方得安;张巍巍;孙子程
受保护的技术使用者：沈阳大学
技术研发日：2021.04.01
技术公布日：2021.07.27