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      一種測定巴西橡膠樹樹皮中過氧化氫含量的方法

      2018-05-14 14:44:51楊署光陳月異李言張世鑫史敏晶
      熱帶作物學(xué)報 2018年12期
      關(guān)鍵詞:比色法橡膠樹脫色

      楊署光 陳月異 李言 張世鑫 史敏晶

      摘? 要? 研究植物體內(nèi)H2O2的含量變化有助于確認(rèn)植物提高非生物脅迫耐性的生物技術(shù)策略。Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法靈敏度高、特異性強、穩(wěn)定性好,廣泛用于植物H2O2測定,但不同研究所用的反應(yīng)條件不一致。在本研究中,系統(tǒng)優(yōu)化了Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法的反應(yīng)條件,并比較了丙酮提取法和TCA提取法對橡膠樹萌條韌皮部H2O2的提取效果。結(jié)果表明,丙酮提取法穩(wěn)定性差,TCA提取法穩(wěn)定性好。本研究報道了一種簡單、快速的測定橡膠樹樹皮H2O2的方法,為進一步研究橡膠樹中H2O2的生理功能打下良好基礎(chǔ)。

      關(guān)鍵詞? 橡膠樹;樹皮;過氧化氫;測定中圖分類號? S794.1 ?????文獻標(biāo)識碼? A

      DOI10.3969/j.issn.1000-2561.2018.12.009

      活性氧(ROS)包括羥基自由基(HO×)、單線態(tài)氧(1O2)、超氧陰離子(O2-)和過氧化氫(H2O2)幾種形式[1],其中H2O2是相對穩(wěn)定的一種活性氧。植物在生物/非生物脅迫下,活性氧產(chǎn)生過剩,從而激活各種脅迫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑加強植物對生物/非生物脅迫的抗性。研究表明,H2O2是一種有效的信號分子,在植物生長發(fā)育和脅迫反應(yīng)中具有重要的生理功能[2];H2O2是脅迫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的中心成員,通過H2O2免疫能增強植物對非生物脅迫的抵抗能力[3]。因此,研究植物體內(nèi)H2O2的含量變化有助于確認(rèn)植物提高非生物脅迫耐性的生物技術(shù)策略。

      最近研究發(fā)現(xiàn),機械傷害誘導(dǎo)橡膠樹萌條的次生乳管分化依賴H2O2[4]。此外,割膠是天然橡膠生產(chǎn)的必需環(huán)節(jié),也是橡膠樹樹皮遭遇的機械傷害。受傷的樹皮組織中產(chǎn)生的H2O2對于傷口愈合可能有重要的調(diào)節(jié)作用。

      Matsubara等[5]在測定血清中自由脂肪酸(FFA)含量時建立了一種測定H2O2的Ti(Ⅳ)- PAR-H2O2比色法,該方法靈敏度高、特異性強,被廣泛用于植物內(nèi)源H2O2含量測定。以此為基礎(chǔ)報道了2種常用的植物H2O2提取測定方法:Patterson等[6]報道的5%三氯乙酸(5%TCA)提取、活性炭(0.1 g/mL)脫色的Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法,以及呂波等[7]、劉俊等[8]報道的丙酮提取、萃取脫色的Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法。但在用Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法測定植物H2O2時,因植物種類和組織的不同,不同研究所用的植物H2O2樣品制備方法和Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法的反應(yīng)條件不一致[5-6, 8-9]。為此,本研究系統(tǒng)的探索了pH、溫育時間、光照、過氧化氫酶(CAT)等因素對Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2復(fù)合物形成和吸光值的影響,評價了報道的2種植物H2O2常用提取方法(丙酮提取法和5% TCA提取法)對橡膠樹萌條韌皮部H2O2的提取效果,以期建立一種簡單、快速和重復(fù)性好的橡膠樹樹皮中H2O2含量的測定方法,為進一步研究橡膠樹中H2O2的生理功能打下良好基礎(chǔ)。

      1? 材料與方法

      1.1? 材料

      1.1.1? 植物材料? 巴西橡膠樹無性系CATAS7- 33-97一年生萌條(3-5蓬葉),穩(wěn)定期頂蓬的節(jié)間韌皮部。

      1.1.2? 主要試劑和儀器? 所用試劑均為分析純。其中TiCl4溶液購自Sigma公司,4-(2-吡啶偶氮)-間苯二酚(PAR,4-(2-pyridylazo) resorcinol)購自上海生工,過氧化氫酶(CAT)購自Solarbio公司,HCl溶液、NaOH、Na2HPO4、NaH2PO4等為國產(chǎn)分析純。比色用分光光度計為BioMate 5(Thermo,America)。

      1.2? 方法

      1.2.1? Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法的條件優(yōu)化 ?Ti(Ⅳ)-PAR試劑配制參照Matsubara等[5]的方法,Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色反應(yīng)體系參照劉俊等[8]的方法:反應(yīng)體系為3 mL,以H2O為空白、3 mL Ti-PAR體系(H2O 1 mL、0.2 mol/L PBS 1 mL、0.2 mmol/L Ti-PAR 1 mL)為對照、3 mL Ti-PAR- H2O2體系(H2O21 mL、0.2 mol/L PBS 1 mL、0.2 mmol/L Ti-PAR 1 mL)為樣品,測定508 nm處的吸光值(A508 nm)。用對照與空白之間的ΔA508 nm值代表Ti-PAR的吸光值,樣品與對照之間的ΔA508 nm值代表Ti-PAR-H2O2的吸光值。以1 mol/L Na2HPO4和1 mol/L NaH2PO4為母液,根據(jù)《分子克隆實驗指南》[10]中的方法配制出pH分別為6.0、7.0、7.4、7.8、8.0的0.2 mol/L PBS緩沖液。用NaOH調(diào)節(jié)pH為8.0的PBS緩沖液,分別配制pH為9.0、10.0、11.0、12.0的PBS緩沖液。用HCl調(diào)節(jié)pH為6.0的PBS緩沖液,配制pH為5.0的PBS緩沖液。以水為空白掃描300~ 600 nm的吸收光譜,確定PAR(0.031 25 mmol/L)、Ti-PAR、Ti-PAR-H2O2的吸收光譜。

      (1)0.2 mol/L PBS緩沖液的pH對PAR、Ti-PAR、Ti-PAR-H2O2復(fù)合物吸收光譜的影響。在不同的pH條件下建立0.05 μmol H2O2(1 mL 50 μmol/L H2O2)的比色體系,以水為空白掃描300~600 nm的吸收光譜,確定PAR(0.031 25 mmol/L)、Ti-PAR、Ti-PAR-H2O2的吸收光譜。

      (2)0.2 mol/L PBS緩沖液的pH對H2O2測定的影響。在不同的pH條件下建立0.05 μmol H2O2的比色體系,確定Ti-PAR-H2O2復(fù)合物形成的最適pH。

      (3)45 ℃加熱時間對Ti-PAR消除以及Ti-PAR-H2O2復(fù)合物的影響。建立pH 7.8和pH 12.0條件下0.05 μmol H2O2的比色體系,確定Ti-PAR-H2O2復(fù)合物形成以及Ti-PAR消除的最佳溫育時間。

      (4)Ti-PAR-H2O2復(fù)合物的檢測限(LOD)、定量限(LOQ)分析。在pH 7.8條件下,建立0.05 μmol H2O2的比色體系(10次重復(fù)),從而得到10次結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD),參照Takanami等[11]、Simth等[12]的方法,分別用標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍和10倍表示檢測限(LOD)和定量限(LOQ)。

      (5)Ti-PAR-H2O2復(fù)合物的光穩(wěn)定性檢驗分析。在pH 7.8條件下,建立0.05 μmol H2O2的比色體系(10次重復(fù)),反應(yīng)結(jié)束(記為0 h)后平分為2組,分別在室溫避光和室溫非避光條件下放置0、6、12、24 h后測定508 nm的吸光度,研究Ti-PAR-H2O2復(fù)合物的光穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性。

      (6)Ti-PAR-H2O2法測定H2O2的標(biāo)準(zhǔn)曲線制作。在pH 7.8條件下,建立0.0~0.1 μmol H2O2的標(biāo)準(zhǔn)曲線,用于植物樣本中H2O2的定量分析。

      (7)過氧化氫酶(CAT)用量的確定。在pH 7.8條件下,在1 mL 100 μmol/L的標(biāo)準(zhǔn)H2O2(0.1 μmol H2O2)水溶液中加入不同量的CAT(0、10、20、30、40、50、60 μg,1 μg/μL),30 ℃消化10 min后建立比色體系,確定消化0.1 μmol H2O2所需的過氧化氫酶(CAT)量。

      1.2.2? 巴西橡膠樹CATAS-7-33-97萌條樹皮中H2O2的提取和含量測定? 方法Ⅰ:丙酮提取、萃取脫色的Ti-PAR-H2O2比色法,采用呂波等[7]、劉俊等[8]的方法。在液氮下將樣品研磨成粉,取0.2 g粉末,加3 mL冷丙酮充分混勻,冰上萃取10 min,期間間歇渦混3~4次;4 ℃、12 000 r/min離心10 min,取1 mL丙酮提取物,加3 mL萃取劑(CCl4∶CHCl3=3∶1,V/V),混勻,再加入5 mL滅菌ddH2O,立即渦混,4 ℃、12 000 r/min離心10 min,上層水相為H2O2待測液;各取1 mL待測液,一份作空白,加入50 ?L(1 ?g/?L)過氧化氫酶(CAT),30 ℃保溫10 min;另一份待測液,加入50 ?L水;分別加入1 mL 0.2 mol/L pH 7.8的PBS緩沖溶液和1 mL 0.2 mmol/L的Ti(Ⅳ)-PAR顯色劑,室溫反應(yīng)10 min,45 ℃水浴20 min,冷卻至室溫,測508 nm的吸光值,根據(jù)ΔA508 nm值計算H2O2含量。

      方法Ⅱ:5% TCA提取的Ti-PAR-H2O2比色法。參照Patterson等[6]、Zhou等[13]的方法,本研究建立了不使用活性炭的5% TCA提取法[4]。在液氮下將樣品研磨成粉,取0.1 g粉末,加5 mL 5% TCA充分混勻,冰上萃取10 min,期間間歇渦混3~4次;4 ℃、12 000 r/min離心10 min;取上清1.5 mL,加1.5 mL 5% TCA稀釋2倍,加等體積(3 mL)0.2 mol/L Na2HPO4(Sodium Phosphate,pH 12.6)溶液調(diào)節(jié)pH到8.0左右;4 ℃、12 000 r/min、離心10 min;各取2 mL待測液,一份作空白,加入50 ?L(1 ?g/?L)過氧化氫酶(CAT),30 ℃保溫10 min;另一份待測液,加入50 ?L水;分別加入1 mL 0.2 mmol/L的Ti(Ⅳ)-PAR顯色劑,室溫反應(yīng)10 min,45 ℃水浴20 min,冷卻至室溫,測508 nm的吸光值,根據(jù)ΔA508 nm值計算H2O2的含量。

      1.3? 數(shù)據(jù)處理

      用Excel 2003軟件作圖,利用SPSS?比較均值?單因素ANOVA?R-E-G-Q(Q)檢驗對結(jié)果進行差異顯著性分析:標(biāo)有不同大寫字母者表示組間差異極顯著(p<0.01),標(biāo)有不同小寫字母者表示組間差異顯著(p<0.05)。

      2? 結(jié)果與分析

      2.1? Ti()-PAR-H2O2比色法的條件優(yōu)化

      2.1.1 ?0.2 mol/L PBS緩沖液的pH對PAR、Ti-PAR、Ti-PAR-H2O2復(fù)合物吸收光譜的影響

      結(jié)果表明,pH在5.0~11.0范圍時,Ti-PAR、Ti-PAR-H2O2復(fù)合物的吸收光譜一致,在此以pH 7.8的結(jié)果作代表,而pH 12.0的吸收光譜大不相同。由圖1可以看出,PAR(圖1-1)的最大吸收波長為413 nm,Ti-PAR(圖1-4)的最大吸收波長為481 nm,Ti-PAR-H2O2(圖1-3)的最大吸收波長為508 nm;當(dāng)pH≤11.0時,45 ℃溫育能消除多余的Ti-PAR,僅出現(xiàn)1個類似于PAR的吸收峰,從而消除Ti-PAR反應(yīng)試劑對H2O2測定的干

      擾(圖1-2);但當(dāng)pH為12.0時,45 ℃溫育未能完全消除多余的Ti-PAR,Ti-PAR在508 nm處仍有很強的吸收,強烈干擾H2O2測定(圖1-4),從而導(dǎo)致Ti-PAR-H2O2的最大吸收波長提前到500 nm,測定結(jié)果偏高(圖1-5)。結(jié)果表明,在合適的pH條件下,加熱能充分消除多余Ti-PAR對測定結(jié)果的干擾。

      2.1.2? 0.2 mol/L PBS緩沖液的pH對H2O2測定的影響? 由圖2-A的結(jié)果可以看出,pH<11.0時,對照的吸光度低,表明Ti-PAR對測定結(jié)果的干擾小;pH>11.0時,對照的吸光度升高,表明Ti-PAR對測定結(jié)果的干擾大;pH<7.0時,H2O2的測定結(jié)果偏低,pH為7.0~11.0時,H2O2的測定結(jié)果相對穩(wěn)定并且在pH為7.4~8.0時測定結(jié)果最高;pH>11.0時,H2O2的測定結(jié)果偏低;pH>11.0時,隨著Ti-PAR干擾的增加,反應(yīng)體系的吸光度隨之增加。pH為7.4、7.8、8.0時對照、樣品以及它們之間的差值差異不顯著,重復(fù)性好。因此Ti- PAR-H2O2法的最適pH為7.4~8.0。在植物材料H2O2測定中本研究采用的pH為7.8。

      2.1.3? 加熱時間對Ti-PAR消除以及Ti-PAR-H2O2復(fù)合物的影響? 將反應(yīng)體系室溫反應(yīng)10 min后,在45 ℃下溫育不同時間。結(jié)果表明,pH為7.8時(圖2-B),反應(yīng)體系中加入Ti-PAR后,多余的Ti-PAR很快消除,室溫10 min就能消除大部分多余的Ti-PAR,并且45 ℃溫育5 min就足以消除多余的Ti-PAR,使對照反應(yīng)獲得穩(wěn)定的較低的吸光度;而pH為12(圖2-C)時,反應(yīng)體系中

      加入Ti-PAR后,雖然對照反應(yīng)很快就獲得穩(wěn)定的吸光度,但仍然保持很高的水平,是pH 7.8時的6倍以上,并且延長加熱時間到620 min也無法消除Ti-PAR對H2O2測定的干擾,說明在強堿性條件下Ti-PAR比較穩(wěn)定(與圖2-A的結(jié)果一致)。另一方面,不同的溫育時間之間Ti-PAR-H2O2三元復(fù)合物的吸光度差異不大,說明Ti-PAR-H2O2三元復(fù)合物形成速度快并且具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性。溫育的作用一方面是消除多余Ti-PAR對測定結(jié)果的干擾,另一方面是促進Ti-PAR-H2O2三元復(fù)合物的顯色反應(yīng)。因此在植物材料H2O2測定中本研究采用的是室溫反應(yīng)10 min,45 ℃、20 min,使H2O2完全形成Ti-PAR-H2O2三元復(fù)合物。

      2.1.4? Ti-PAR-H2O2復(fù)合物的檢測限(LOD)、定量限(LOQ)檢驗分析? 用本方法測定H2O2,吸光值A508 nm的LOD和LOQ的值分別為0.020和0.066,H2O2濃度的LOD和LOQ的值分別為1.6 μmol/L和5.3 μmol/L。

      2.1.5? Ti-PAR-H2O2復(fù)合物的光穩(wěn)定性檢驗分析 ?圖2-D的結(jié)果表明,每個時間點中蔽光與否的結(jié)果均無顯著差異,說明Ti-PAR-H2O2復(fù)合物在光線下具有良好的穩(wěn)定性;蔽光條件下各時間點間的結(jié)果無顯著差異,非蔽光條件下各時間點間的結(jié)果也幾乎無顯著差異(雖然放置24 h的結(jié)果與0 h的結(jié)果達到0.05的顯著水平,但差異很小),說明Ti-PAR-H2O2復(fù)合物在24 h內(nèi)保持穩(wěn)定。

      2.1.6? Ti-PAR-H2O2法測定H2O2的標(biāo)準(zhǔn)曲線制作 ?標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=12.528x,R2=0.998 7(圖2-E),其中y表示A508 nm的吸光值,x表示H2O2的量(單位μmol)。

      2.1.7? 過氧化氫酶(CAT)用量的確定? 圖2-F的結(jié)果表明,隨著CAT用量增加,ΔA508 nm的值減少;CAT用量從30 μg增加到60 μg,測定結(jié)果無差異,表明30 μg CAT就能完全消化1 mL 100 μmol/L標(biāo)準(zhǔn)H2O2水溶液中的H2O2(含量為0.1 μmol,ΔA508 nm為1.236±0.0081)。在植物材料H2O2測定中,以加入CAT消化的樣品為對照,將未加CAT的反應(yīng)體系的A508 nm控制在1.0以內(nèi),因此體系中的CAT用量30 μg已足夠,為了保證對照體系中的H2O2被CAT完全消化,實際反應(yīng)時加入的CAT量為50 μg。

      2.2? 巴西橡膠樹CATAS-7-33-97萌條韌皮部中H2O2的提取和含量測定

      本研究用2種方法測定了巴西橡膠樹CATAS- 7-33-97萌條韌皮部的H2O2含量(圖3)。結(jié)果表明,方法Ⅰ得到的樣品待測液(萃取后的上層水相)在508 nm處的吸光值幾乎為零,而有機相(萃取劑)在508 nm處的吸光值為0.416 7,說明萃取能有效去除色素,用此方法測得萌條韌皮部的H2O2含量為1.86 ?mol/g(鮮重)左右,但隨著提取時間延長到3 d,該方法幾乎測不到H2O2含量,說明此方法的穩(wěn)定性不好,丙酮不能完全抑制橡膠樹樹皮中的CAT酶活性;方法Ⅱ得到的樣品待測液(5% TCA提取相)在508 nm處的吸光值也很低,說明用5% TCA為提取液,經(jīng)過本文的制備流程,樣品中幾乎沒有色素的干擾,用此方法測得萌條韌皮部的H2O2含量為3.99 ?mol/g(鮮重)左右,并且隨著提取時間延長到3 d,H2O2含量幾乎不變,說明此方法的穩(wěn)定性好,5% TCA能完全抑制橡膠樹樹皮中的CAT酶活性。

      3? 討論

      3.1? 生物體中H2O2含量測定的分光光度法

      H2O2含量測定的分光光度法主要有3種。第一種是Ti(Ⅳ)-H2O2比色法[6, 14-16]:H2O2與Ti(Ⅳ)離子在堿性條件下形成Ti(Ⅳ)-H2O2沉淀,溶于5%硫酸后在410 nm處有最大的光吸收;經(jīng)丙酮提取、Ti(Ⅳ)沉淀H2O2、丙酮洗滌脫色,測得正常條件下黃瓜子葉H2O2含量差異大,為0.75~ 6.82 ?mol/g(鮮重)[15-16]。第二種是醌亞胺比色法[13, 17]:H2O2在過氧化物酶的作用下與4-氨酰安替比林和苯酚反應(yīng)生成穩(wěn)定的紅色產(chǎn)物醌亞胺,在505 nm處有最大的光吸收[17];經(jīng)5% TCA提取、0.15 g活性炭脫色,測得8種植物葉片H2O2為0.2~0.8 ?mol/g(鮮重)[13]。第三種是Ti(Ⅳ)- PAR-H2O2比色法[5-6]:H2O2與Ti(Ⅳ)-PAR反應(yīng)形成三元復(fù)合物,在508 nm處有最大的光吸收[5];經(jīng)5% TCA提取、0.7 g活性炭脫色,測得5種植物葉片中H2O2為0.1~0.6 ?mol/g(鮮重)[6],經(jīng)丙酮提取、萃取脫色,測得5種植物葉片H2O2為0.1~0.8 ?mol/g(鮮重)[7-8]。

      Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法的靈敏度約是醌亞胺比色法的5倍[5]、Ti(Ⅳ)-H2O2比色法的38.5倍[7]。Ti(Ⅳ)-H2O2比色法的特異性最差,標(biāo)準(zhǔn)的Ti(Ⅳ)-H2O2復(fù)合物的吸收光譜是以410 nm為中心的峰,而測定植物葉片提取物中H2O2時沒有獲得類似的吸收峰,認(rèn)為吸光度A410大部分來自色素等干擾物質(zhì)[6],對小麥葉片的研究表明,96.8%的A410來自背景和色素[7],因此,此方法大都過高估計葉片中的H2O2水平;醌亞胺比色法的顏色形成需要過氧化物酶,已知過氧化物酶促進色原體如4-氨酰安替比林-苯酚和其他還原性物質(zhì)如抗壞血酸等的氧化,由于過氧化物酶的不完全選擇性,還原性物質(zhì)如抗壞血酸通過H2O2明顯抑制色原體顏色的形成,顯著降低H2O2的回收率[13, 17];Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2法通過Ti(Ⅳ)-PAR試劑的顏色形成不需要過氧化物酶,因此,吸光度幾乎不受還原性物質(zhì)如抗壞血酸的影響[5]。醌亞胺的光吸收在反應(yīng)起始后5~20 min內(nèi)保持穩(wěn)定[13];Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2復(fù)合物在反應(yīng)起始后的幾分鐘內(nèi)就能獲得穩(wěn)定的吸光值,在室溫下可保持穩(wěn)定超過24 h[5]

      Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法的靈敏度、特異性、穩(wěn)定性都最好。本文系統(tǒng)地探索了該方法的反應(yīng)條件。結(jié)果表明,PAR、Ti-PAR-H2O2的吸收光譜與Matsubara等[5]報道的一致,但Ti-PAR的吸收光譜(Amax481 nm)與Matsubara等[5]報道的(Amax523 nm)有一定差異;Ti-PAR-H2O2顏色形成最適pH為7.4~11.0,與Matsubara等[5]報道的7.6~ 12.0有些微差異;安鈺[9]要求在蔽光條件下保存反應(yīng)產(chǎn)物Ti-PAR-H2O2復(fù)合物,本研究表明Ti-PAR-H2O2復(fù)合物在正常條件下很穩(wěn)定,不需要刻意蔽光保存;Ti-PAR-H2O2復(fù)合物在24 h內(nèi)保持穩(wěn)定,與Matsubara等[5]報道的一致;Ti(Ⅳ)- PAR-H2O2復(fù)合物具有很好的光穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性。

      3.2? 植物樣本中H2O2的提?。ㄖ苽洌┓椒?/b>

      活體植物材料中含有高水平的過氧化氫酶、過氧化物酶活性,抑制這些酶活性是H2O2提取的重要環(huán)節(jié),有機溶劑丙酮作為提取劑能抑制酶活性,但后續(xù)反應(yīng)中不能應(yīng)用CAT。TCA作為水相提取劑能變性酶類,能應(yīng)用CAT,對比色反應(yīng)影響小,H2O2的回收率高[6]。去除干擾物質(zhì)是精確測定H2O2的又一個前提,色素和還原性物質(zhì)是H2O2測定的主要干擾因素,丙酮洗滌脫色[6-7, 14-16]、活性炭脫色[6, 13]和萃取脫色[7-8]是目前去除色素的主要手段。丙酮洗滌脫色主要與丙酮提取、Ti(Ⅳ)-H2O2沉淀法配合使用。當(dāng)用酸性Ti(Ⅳ)試劑處理時,深綠色的植物提取物變成茶褐色,用丙酮或其他溶劑洗滌脫色失敗,此法獲得的A410大部分來自色素和背景干擾物[5, 7];活性炭既能去除色素、還原性物質(zhì)如抗壞血酸等干擾物,提高H2O2的穩(wěn)定性[13],又能強烈吸附H2O2,降低H2O2的回收率[7-8, 13]。在丙酮提取法中,呂波等[7]、劉俊等[8]報道了一種以CCl4/CHCl3(3∶1,V/V)為萃取劑的萃取脫色法,能有效去除樣品中的色素,H2O2的回收率在95%~99%,在后續(xù)比色反應(yīng)中還可應(yīng)用CAT制備對照。

      本研究結(jié)果表明,丙酮不能有效抑制橡膠樹樹皮中的CAT活性,不適合用作橡膠樹樹皮H2O2的提取劑,蔡甫格[18]的研究也表明,直接用丙酮提取橡膠樹膠乳中的H2O2,測定結(jié)果重復(fù)性不好、準(zhǔn)確性不高。用于植物葉片H2O2提取的TCA法,常用活性炭來吸附色素[6, 13],但活性炭也能大量吸附H2O2[7-8, 13],降低H2O2回收率,影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。本研究結(jié)果還表明,直接用TCA提取橡膠樹樹皮中的H2O2,幾乎提取不到色素,也避免了使用活性炭對H2O2的吸附,結(jié)果穩(wěn)定性好;用方法Ⅱ成功檢測到不同處理條件下橡膠樹萌條韌皮部H2O2水平的差異[4]。在橡膠樹樹皮中,方法Ⅱ優(yōu)于方法Ⅰ,與小麥葉片[7-8]中的表現(xiàn)相反;用5% TCA提取、0.15 g活性炭脫色、醌亞胺比色法成功檢測到柱花草葉片中的H2O2,而用5% TCA提取、0.1 g活性炭和0.1% PVPP脫色、Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2比色法失敗[13]。以上結(jié)果表明,不同類型的植物材料所適合的H2O2提取、純化和測定方法可能不同。

      3.3? H2O2和CAT在酸性條件下的穩(wěn)定性

      研究表明,雙氧水(H2O2)在pH<3.5的強酸性條件才穩(wěn)定[19],酸性環(huán)境(pH<5.0)對雙氧水的催化分解有明顯的抑制作用[20-22];生物體中的CAT不耐酸,在酸性環(huán)境穩(wěn)定性差、活性低[23-27];因此在CAT活性測定中常采用強酸終止反應(yīng)[24,26, 28-29]。這是本研究用5% TCA(pH<1.0)提取H2O2的優(yōu)點之一,既保證了H2O2的穩(wěn)定性又抑制了CAT活性。

      4? 結(jié)論

      本文建立了一種簡單、快速、有效的適合橡膠樹穩(wěn)定期萌條樹皮中H2O2的測定方法:5% TCA提取,Ti-PAR-H2O2(pH=7.8,室溫反應(yīng)10 min,45 ℃溫育20 min)比色法。用酸性的5% TCA作為提取液,既保證了H2O2的穩(wěn)定性又抑制了樣本中的CAT活性,5% TCA對樣品中的色素幾乎無提取能力,因此不需要活性炭脫色,從而避免了活性炭對H2O2的吸附。Ti-PAR-H2O2復(fù)合物顏色形成的最適pH為7.4~11.0,考慮到測定植物樣品H2O2時對照需要CAT消化H2O2,為了保證加入的CAT活性,建議反應(yīng)體系的pH為7.4~8.0;Ti- PAR-H2O2復(fù)合物形成快速、特異且穩(wěn)定,保證了測定結(jié)果的可靠性和重復(fù)性。橡膠樹萌條樹皮(綠色)中含有大量的色素,因此本研究建立的方法適用于橡膠樹樹皮和葉片H2O2含量測定,但是否適用于橡膠樹膠乳中H2O2含量測定尚不清楚。

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