$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
بناء على تجربتنا السابقة28 ، قمنا بتطوير إجراء كيميائي بسيط وغير مكلف وصديق للبيئة ومناسب لاستكشاف مجموعات الأصول الوراثية للأراكيس البري لتحديد الأنواع المقاومة ل Aspergillus وتحديد وتوصيف مصادر جديدة للمقاومة الجينية لهذه الفطريات الانتهازية. تعتمد هذه الطريقة على تنقية مستخلص البذور بواسطة تقنية استخراج الطور الصلب (SPE) والقياس الكمي للأفلاتوكسين بواسطة كروماتوغرافيا السائل فائقة الأداء (UPLC) وتتميز بالاسترداد والدقة والدقة العالية بما فيه الكفاية. طريقة "Florisil" المقترحة هي تعديل لإجراء تنظيف العمود المصغر الفردي الذي يعتمد على الخاصية الفريدة ل Florisil (هلام السيليكا المغنيسيوم) للاحتفاظ بقوة وانتقائية بالأفلاتوكسينات28. كما هو الحال في الطريقة الأصلية ، تم استخراج عينات البذور بمزيج MeOH-H2O ولكن بنسبة مختلفة من 90:10 (v / v) مقارنة ب 80:20 المنشورة (v / v). أدى هذا التغيير إلى زيادة معدل تدفق المذيبات عبر عمود التنظيف حتى 2.5x بنفس معدل استرداد الأفلاتوكسين. قدم خليط الميثانول والماء 90:10 (v / v) استردادا بنسبة 100٪ تقريبا لمعايير الأفلاتوكسين B1 و B2 و G1 و G2 المضافة إلى استخلاص المذيب عند مستويات سبايك تعادل 5-50 نانوغرام من تركيزات الأفلاتوكسين في 1 جم من الركيزة ، بالإضافة إلى توفير عمليات استرداد عالية بما فيه الكفاية من عينات بذور الفول السوداني المسننة (الجدول 1).
لقد ثبت أنه يمكن استخلاص الأفلاتوكسينات من مادة Florisil الممتزة فقط بكميات كبيرة من الأسيتون30 ، الأسيتون والميثانول31,32 ، ومخاليط الأسيتون والماء 33,34,35,36. في سياق البحث الحالي ، اكتشفنا أن الأسيتونيتريل المحمض يتصرف بشكل مشابه للأسيتون في قدرته على إزالة الأفلاتوكسينات من فلوريسيل. على حد علمنا ، لم يتم الإبلاغ عن خاصية الأسيتونيتريل هذه في الأدبيات. يسمح اكتشاف هذه الخاصية بحقن المستخلص المنقى مباشرة في نظام UPLC مع حذف خطوة تبخر المذيبات ، مما يقلل بشكل كبير من وقت التحضير. حتى عندما تم خلط الأسيتونيتريل مع الأسيتون (الأسيتون - الأسيتونيتريل - الماء - 88٪ حمض الفورميك (65: 31: 3.5: 0.5 ، v / v)) ، فإنه يوفر إزالة سلسة وكاملة وسريعة للمياه من الشطف المنقى مما يقلل بشكل كبير من وقت تبخر المذيبات. سمح وجود الأسيتونيتريل باستخدام مذيب واحد ، خليط من الميثانول والماء (90:10 ، v / v) لإزالة الشوائب بشكل فعال من عمود Florisil مقارنة بالطريقة المنشورة ، حيث كانت هناك حاجة إلى مذيبين إضافيين للغسيل ، الميثانول وخليط الكلوروفورم والميثانول. 28
في المتوسط ، كان استرداد الأفلاتوكسين B1 القياسي ~ 98٪ عند استخدام 1.2 مل لشطف الأفلاتوكسينات. تم اختيار كمية 50 ملغ من Florisil بحيث يملأ 1.2 مل من مذيب الشطف العمود الصغير إلى أعلى البرميل ، وفي الوقت نفسه ، يوفر استردادا مرضيا (الجدول 1). يعمل هذا الأسلوب على تسريع إجراء التنظيف حيث يجب ملء برميل العمود مرة واحدة فقط. في المراحل الأولى من هذا المشروع ، لم يكن من الواضح ما إذا كان جزء Florisil التجاري بحجم جسيم كبير نسبيا ، 100-200 شبكة ، سيكون مناسبا لعمود صغير يحتوي على طبقة 3 مم فقط من المادة الممتزة. لذلك ، استكشفنا كسور Florisil المختلفة التي تم الحصول عليها من منتج شبكي تجاري 100-200 باستخدام غرابيل الاختبار القياسية الأمريكية 120-140 و 140-170 و 170-200 و 200-270 و 270-400 و >400 شبكة. كل هذه الكسور قدمت نتائج قابلة للتكرار ، ومطابقة تقريبا مع انتعاش مرض. على الرغم من أن الأجزاء الأصغر حجما من الجسيمات أظهرت نطاقات أفلاتوكسين أضيق في العمود تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، إلا أن هذه الكسور لم تكن متفوقة بأي شكل من الأشكال على المنتج التجاري 100-200 شبكة. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر الكسر الشبكي 100-200 أقصر أوقات شطف (8-12 دقيقة) للإجراء بأكمله.
سمح توصيل المذيبات UPLC المتدرج بالفصل المرضي للأفلاتوكسينات وكذلك الإزالة الكاملة للشوائب غير القطبية من العمود (الشكل 5G). أدى هذا النهج إلى تشغيل عمود لا تشوبه شائبة ونتائج قابلة للتكرار لتحليلات مئات العينات. تم تأكيد هوية الأفلاتوكسينات المستخلصة من عمود Florisil كما هو موضح سابقا. 28 أظهر عمود UPLC التحليلي بقطر 3 مم المستخدم هنا انتقائية أعلى وفصلا أكثر موثوقية للأفلاتوكسينات B1 و B2 و G1 و G2 بتركيزات أعلى مقارنة بالعمود الذي يبلغ قطره 2.1 مم من نفس الكيمياء. علاوة على ذلك ، كان طول عمر العمود 3 مم (أكثر من 1200 حقنة) أعلى بكثير من طول عمر العمود 2.1 مم (حتى 800 حقنة). على الرغم من أن العمود 3 مم يتطلب معدلا أعلى للطور المتحرك (40٪ أكثر) ، فقد تفوقت المزايا المذكورة أعلاه للعمود على هذا العيب.
كان العمود الصغير Florisil فعالا في تنقية مستخلصات بذور الفول السوداني الملوثة بشدة بمستقلبات Aspergillus (الشكل 5G) ؛ تحتوي هذه البذور أيضا على مستويات عالية من فيتواليكسين ستيلبينويد التي أنتجتها البذور استجابة للغزو الفطري. كل هذه الشوائب قد تتجاوز تركيز الأفلاتوكسين في البذور حتى 106 أضعاف22 ، مما يجعل هذه البذور تتحدى الأشياء لتحليل الأفلاتوكسين. يوضح الشكل 5G عدم وجود قمم متداخلة في الكروماتوجرام خلال أوقات الاحتفاظ بالأفلاتوكسين ، مما جعل اكتشاف الأفلاتوكسين وقياسه غير منقوص على جميع المستويات التي تم اختبارها (الجدول 1). كما هو موضح في الجدول 1 ، كانت دقة ودقة الطريقة عالية بما فيه الكفاية ضمن النطاق المختبر من 1.0-50.0 نانوغرام / غرام ، وهو أيضا النطاق الأكثر أهمية للكشف عن الأفلاتوكسين. كانت عمليات الاسترداد على مستويات مختلفة لمختلف الأنماط الوراثية للفول السوداني البري موحدة وكانت الانحرافات المعيارية لخمسة عمليات استخراج مختلفة منخفضة بشكل أساسي.
تم اختبار الطريقة أيضا على بذور الفول السوداني والقطن والذرة والأرز الملوثة بشكل طبيعي من صفر إلى مستويات عالية للغاية - أكثر من 10000 نانوغرام / غرام من إجمالي الأفلاتوكسينات. تراوح استرداد الأفلاتوكسينات B1 و B2 و G1 و G2 من الذرة وبذور القطن والأرز عند مستوى 5 نانوغرام / غرام من 76.1٪ إلى 93.7٪ و 77.1٪ إلى 86.6٪ و 90.5٪ إلى 96.2٪ على التوالي. كان أعلى استرداد للأفلاتوكسين من الأرز مصحوبا ب "نقاء" eluent ، أي عدم وجود أي شوائب تقريبا. علاوة على ذلك ، يمثل الأرز أصغر جسم واحد تم اختباره ، في المتوسط ، 19 مجم / بذور.
لم يتجاوز إجمالي وقت التحضير لبذرة فول سوداني واحدة (بما في ذلك القصف والوزن والاستخراج والطرد المركزي والتنقية) باستخدام عمود Florisil 20 دقيقة. تكلفة العمود الصغير Florisil أقل >10 مرات من تكلفة أعمدة التنظيف التجارية. تستمد الوفورات الإضافية من استخدام كميات أقل من الممتزات والمذيبات وغاز النيتروجين مقارنة بالإجراء المنشور28. لا يتطلب العمود الصغير أجهزة ضخ أو تفريغ للعمل وله مدة صلاحية غير محددة.
يعد استكشاف الأصول الوراثية النباتية لمقاومة الأفلاتوكسينات أمرا صعبا للغاية لأن تراكم السموم الفطرية لا يتبع التوزيع الطبيعي37,38 ؛ هناك حاجة إلى عدد كبير من تحليلات الأفلاتوكسين في البذور المفردة للتغلب على هذه الظاهرة. بالإضافة إلى محتوى الأفلاتوكسين ، فإن المعلومات المتعلقة بتكوين phytoalexin الكمي ذات قيمة عالية في ضوء مجموعة كبيرة من المعلومات التي يمكن الحصول عليها من بذرة واحدة (الشكل 1 أ) وتتبعها إلى نبات معين (الشكل 1E). تم استخدام هذه الطريقة بنجاح لفحص مئات المدخلات بما في ذلك السلالات الأصلية وسلالات التربية المتقدمة وأصناف الفول السوداني النخبة. يقترح استخدام هذه الطريقة في برامج أبحاث ما قبل التكاثر والتربية للفول السوداني وقد تساعد في توصيف جينات الفول السوداني لمقاومة الفطريات.