專利名稱：一種十字花科種子活力的檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種十字花科種子活力的檢測方法。
背景技術：
種子活力是描述種子質量的重要指標，高活力的種子有高的發芽率和明顯的生長優勢，對農業增產有重要的意義。目前，檢測種子活力的方法有目測法、X光放射顯影法、乙烯含量法、電導法、染色法和熒光法等。目測法是觀察種子的飽滿度、色澤、氣味、千粒重等， 憑直觀經驗，沒有一定的量化，存在誤差大，結果不可靠的缺點。X光放射顯影法，是用BaCl2 等重金屬鹽溶液浸種，利用細胞膜活力與滲透強度的關系，對種子進行顯影，活力高的種子的圖像清晰完整；但是該方法引入了種金屬離子，一定程度上對環境造成污染。乙烯含量法，通過測定種子浸泡液的乙烯量來判斷種子活力的高低。染色法，用染料對種子進行染色，根據著色的深淺、染色數量，種子著色面積判斷種子活力。熒光法，只需要一臺用紫外熒光儀器就可以測定，無需試劑，適合檢測壽命短、活力差別大的種子，很難區分活力差別小的種子。上述的幾種方法，除目測法外，都在一定程度上破壞了種子，經過檢測的種子不能再用于生產上，并且耗時較長。國際標準規程規定的發芽試驗法比較直觀，指標明確，但通常一次實驗需要6-10天，耗時長，操作繁瑣。芥子堿(sinapine)為季銨鹽生物堿，常以芥子堿硫氰酸鹽的形式廣泛存在于十字花科植物種子中，是一種有效的抗輻射、抗衰老、抗氧化和抗腫瘤脅迫的化合物。根據文獻報道，十字花科種子活力與種子中芥子堿含量具有相關性。質譜法是分析領域最重要的方法之一，質譜法具有靈敏度高、樣品用量少、分析速度快和特異性好等優點，故此法廣泛的應用于化學、化工、環境，能源、醫藥學、刑偵科學、生命科學及材料科學等各個熱門領域。

發明內容
本發明的目的就是提供一種快速、無損、靈敏、準確度高的十字花科種子活力的檢測方法。本發明的十字花科種子活力的檢測方法是先搭建表面解吸化學電離源，表面解吸化學電離源包括放電針和兩個串接的不繡鋼三通套管，放電針穿插在兩個串接的不繡鋼三通套管中，兩個串接的不繡鋼三通套管由隔板隔斷，放電針除兩端外均涂有絕緣層，一端接高壓電源，另外一端為放電端，放電針的外層從放電端到隔板段上套置溶劑石英毛細管， 溶劑石英毛細管的前端與近高壓端的三通套管相通，近放電端的三通套管出口到放電端的放電針段上還套有氣體石英毛細管，氣體石英毛細管與近放電端的三通套管相通，氣體石英毛細管套在溶劑石英毛細管上，放電針、氣體石英毛細管、溶劑石英毛細管及兩個不銹鋼套管均同軸；離子源條件為離子源電壓為34kv，輔助解吸氣N2氣壓為1. 1-3 MPa，解吸劑為甲醇水溶液，流速為5-15 μ L/min，質譜儀入口與放電針的距離為12-20 mm，放電針尖與被測樣品表面的距離為1. 2-2. 5 mm，放電針與被測樣品表面的角度α :40-45°，被測樣品表面與質譜儀入口的角度β =15-30° ；質譜條件為正離子檢測模式，質譜檢測掃描范圍為m/z 200 400，離子傳輸管溫度為150-300°C，串聯質譜時，母離子的選擇窗口為1. 4 Da,碰撞時間為30 ms，碰撞能量為10_30%，質譜檢測掃描范圍為m/z 80 400，記錄質譜圖，所有質譜記錄時間均為1 min。十字花科種子表面芥子堿信號的獲得，
將待測的種子樣品放在離子源下端，按上述方法，直接進行檢測，記錄實驗獲得譜圖， 得到芥子堿信號。本發明的十字花科種子活力的檢測方法，是以芥子堿作為標記物，運用表面解吸常壓化學電離串聯質譜(SDAPCI-MSn)直接、快速、無損的檢測十字花科種子，對種子中的芥子堿的含量進行分析，根據種子中芥子堿含量的高低來判斷種子活力的高低，其分析速度快，可以批量無損檢測種子，檢測后種子仍可以用于農業生產，實現十字花科種子品質的快速、實時在線檢測。


圖1為本發明的十字花科種子活力檢測方法工作原理示意圖； 圖2為十字花科種子活力的標記物芥子堿質譜圖。
具體實施例方式一種十字花科種子活力的檢測方法是先搭建表面解吸化學電離源，表面解吸化學電離源包括放電針4和兩個串接的不繡鋼三通套管，放電針穿插在兩個串接的不繡鋼三通套管中，兩個串接的不繡鋼三通套管由隔板隔斷，放電針4除兩端外均涂有絕緣層1，一端接高壓電源，另外一端為放電端，放電針4的外層從放電端到隔板段上套置溶劑石英毛細管2，溶劑石英毛細管2的前端與近高壓端的三通套管相通，近放電端的三通套管出口到放電端的放電針段上還套有氣體石英毛細管3，氣體石英毛細管3與近放電端的三通套管相通，氣體石英毛細管3套在溶劑石英毛細管2上，放電針4、氣體石英毛細管3、溶劑石英毛細管2及兩個不銹鋼套管均同軸；離子源條件為離子源電壓為3. 5kv,輔助解吸氣N2氣壓為2. 5-3 MPa，解吸劑為甲醇水溶液，流速為10-15 μ L/min，質譜儀入口與放電針的距離為20 mm，放電針尖與被測樣品表面的距離為2. 5 mm，放電針與被測樣品表面的角度α 45°，被測樣品表面與質譜儀入口的角度β :30° ；質譜條件為正離子檢測模式，質譜檢測掃描范圍為m/z 200 400，離子傳輸管溫度為150-300°C，串聯質譜時，母離子的選擇窗口為1. 4 Da，碰撞時間為30 ms，碰撞能量為10_30%，質譜檢測掃描范圍為m/z 80 400， 記錄質譜圖，所有質譜記錄時間均為1 min。輔助解吸氣隊從近放電端的三通套管通入進到氣體石英毛細管3中，解吸溶劑從近高壓端的三通套管通入進入溶劑石英毛細管2，萃取溶液流入溶劑石英毛細管2，并在氣體石英毛細管3通入的鞘氣的作用下霧化成細小的液滴，然后通過放電針4電暈放電使其帶電，帶電的液滴再與樣品表面相互作用，發生能量轉移或電荷轉移反應將表面的分析物萃取出來形成待測物的離子。質譜檢測后，得到芥子堿串聯質譜信號m/z 251的信號強度。以m/z 251的信號強度來表示芥子堿的濃度，芥子堿信號串聯質譜m/z 251信號強度越高，芥子堿含量越高， 種子的發芽率和發芽勢就越低，說明種子的活力越低。
4
芥子堿硫氰酸鹽是季銨鹽，在正離子模式下，直接對十字花科種子，如蘿卜種子中的芥子堿硫氰酸鹽標記物進行檢測，得到質譜圖(如圖2所示)。由圖2可知，在眾多來自蘿卜種子的不同物質的信號中，芥子堿硫氰酸一級質譜以離子峰m/z 310為基峰，沒有聚合
及其它加合現象，和文獻報道和芥子堿硫氰酸鹽標準品一致。實驗選擇 /^ 310為母離子，獲得二級質譜圖如圖加所示。圖中可見，母離子
ζ 310丟失N (CH3)3后得到基峰 /^ 251，說明母離子 /^ 310很容易丟失N(CH3) 3形成一個相對穩定的碎片離子 /^ 251。母離子m/z 310丟失H2O形成 /^ 292碎片離子。由于在實際樣品中，可能存在芥子堿的同分異構體，所以需要再次選擇二級質譜中的基峰 /^ 251 進行碰撞誘導解離(CID)實驗，獲得三級質譜圖。在三級質譜(圖2b)中，母離子m/z 251 丟失C02，CH3, CH3OH禾口 CH3COOH分別形成m/z 207，236，219，和191等碎片離子峰。其中 m/z 207碎片離子峰相對豐度最高，表明該裂解途徑占優勢。由于多級質譜中給予離子的總能量較高，能進行深度裂解，所以碎片離子 /^ 207繼續丟失CH3OH得到碎片離子 /^ 175, 該碎片繼續丟失CH2CH2得到碎片離子 /^ 147。碎片離子147可能再次丟失CH2CH2而得到碎片離子 /^ 119，而碎片離子 /^ 119還可以丟失CO形成碎片離子 /^ 91。這些特征的碎片和芥子堿硫氰酸鹽的標準品的譜圖一致。
權利要求
1. 一種十字花科種子活力的檢測方法，其特征在于它是先搭建表面解吸化學電離源，表面解吸化學電離源包括放電針(4)和兩個串接的不繡鋼三通套管，放電針穿插在兩個串接的不繡鋼三通套管中，兩個串接的不繡鋼三通套管由隔板隔斷，放電針(4)除兩端外均涂有絕緣層(1)，一端接高壓電源，另外一端為放電端，放電針(4)的外層從放電端到隔板段上套置溶劑石英毛細管(2)，溶劑石英毛細管(2)的前端與近高壓端的三通套管相通， 近放電端的三通套管出口到放電端的放電針段上還套有氣體石英毛細管(3)，氣體石英毛細管(3)與近放電端的三通套管相通，氣體石英毛細管(3)套在溶劑石英毛細管(2)上，放電針(4)、氣體石英毛細管(3)、溶劑石英毛細管(2)及兩個不銹鋼套管均同軸；離子源條件為離子源電壓為34kv，輔助解吸氣N2氣壓為1. 1-3 MPa，解吸劑為甲醇水溶液，流速為 5-15 μ L/min，質譜儀入口與放電針的距離為12-20 mm，放電針尖與被測樣品表面的距離為1.2-2. 5 mm，放電針與被測樣品表面的角度α :40-45°，被測樣品表面與質譜儀入口的角度β :15-30° ；質譜條件為正離子檢測模式，質譜檢測掃描范圍為m/z 200 400，離子傳輸管溫度為150-300°C，串聯質譜時，母離子的選擇窗口為1.4 Da，碰撞時間為30 ms, 碰撞能量為10-30%，質譜檢測掃描范圍為m/z 80 400，記錄質譜圖，所有質譜記錄時間均為1 min;十字花科種子表面芥子堿信號的獲得，將待測的種子樣品放在離子源下端，按上述方法，直接進行檢測，記錄實驗獲得譜圖，得到芥子堿信號。
全文摘要
本發明涉及一種十字花科種子活力的檢測方法，在無需樣品預處理條件下，以芥子堿濃度為活力標記物，采用表面解吸化學電離質譜法，直接快速的測定十字花科種子中芥子堿的含量來判別種子活力的高低。本發明分析速度快，可以批量無損檢測種子，檢測后種子仍可以用于農業生產，實現十字花科種子品質的快速、實時在線檢測。
文檔編號A01C1/02GK102498794SQ20111034888
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者姜翠翠, 崔莎莎, 張興磊, 張華 , 賈濱, 陳煥文 申請人:東華理工大學