Name: 吡虫啉在小麦中吸收、易位和分布的测定 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 11 s
Description: 了解利用液相色谱-串联质谱法测定小麦中吡虫啉吸收、转运和分布的实验方案。该方法具有高灵敏度，可用于检测植物样品中的农药残留，为农业实践提供重要参考。

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本工作得到国家自然科学基金（编号：42277039）的支持。

1. 小麦种子的萌发
<ol>
	<li>选取1,000粒小麦种子（济麦20），要求籽粒完整、胚部健全且大小均匀（长度：6 mm ± 0.5 mm）。</li>
	<li>将333.3 mL的30% H2O2溶液转移至1 L容量瓶中，用去离子水定容至1 L，配制成10% H2O2溶液。将小麦种子浸入10% H2O2溶液中消毒15分钟（图1）。</li>
	<li>用流动的无菌水冲洗小麦种子5次，每次10秒。</li>
	<li>将小麦种子均匀铺放在含有湿润无菌滤纸的玻璃培养皿中，胚部朝上（图2）。将培养皿置于人工气候培养箱中，在30 °C、80%相对湿度条件下暗培养3天，直至种子萌发并生根。</li>
</ol>
<img alt="玉米粒在100ml烧杯中的浸泡过程；水合实验，吸水性研究。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64741/64741fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 1"> 
图1：小麦种子的表面消毒。 将小麦种子置于烧杯中的10% H2O2 溶液中浸泡15分钟，以消毒种子表面。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64741/64741fig01large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="培养皿中排列用于生长实验的小麦种子，种子活力分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64741/64741fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图2"> 
图2：小麦种子的萌发。 将小麦种子均匀铺展在含有湿润无菌滤纸的玻璃培养皿中。将培养皿置于人工气候培养箱中以促进小麦种子萌发。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64741/64741fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
2. 小麦幼苗的培养
<ol>
	<li>将551 mg霍格兰基本盐混合物溶解于1 L去离子水中，配制1/2霍格兰营养液（含0.75 mmol/L K2SO4、0.1 mmol/L KCl、0.6 mmol/L MgSO4、4.0 × 10−2 mmol/L FeEDTA、1.0 × 10−3 mmol/L H3BO3、1.0 × 10−3 mmol/L MnSO4、1.0 × 10−3 mmol/L ZnSO4、1.0 × 10−4 mmol/L CuSO4和5.0 × 10−6 mmol/L Na2MoO4）。</li>
	<li>待小麦种子（步骤1.4）萌发后，将15株小麦幼苗置于含有100 mL 1/2霍格兰营养液的水培装置（见材料表）中进行水培（图3）。将整个水培装置放入人工气候培养箱（见材料表）中，在25 °C、80%相对湿度、16小时光照/8小时黑暗光周期条件下培养7天。</li>
</ol>
<img alt="小麦幼苗在7天内的生长情况；水培装置；根系发育；茎伸长；时间序列研究。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64741/64741fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图3"> 
图3：小麦幼苗的水培培养。 小麦幼苗在100 mL的1/2 Hoagland营养液中分别进行0天、3天和7天的水培培养。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64741/64741fig03large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
3. 将小麦植株暴露于吡虫啉溶液的实验
<ol>
	<li>经过7天的水培期后，将小麦植株移栽至含有0.5 mg/L或5 mg/L吡虫啉的1/2霍格兰营养液中，开展吡虫啉暴露实验。每个水培装置中种植15株小麦植株。每种吡虫啉浓度组设置15个水培装置，以确保采样期间获得足够的样本量。</li>
	<li>将整个水培装置置于人工气候培养箱中，在25 °C、80%相对湿度、16小时光照/8小时黑暗光周期条件下培养3天。</li>
	<li>在暴露期间，每日采集小麦根部（每株小麦0.2 g）和叶片（每株小麦0.5 g）。将每第5个水培装置中的小麦样品合并为一个平行组，测定样品中吡虫啉的含量。</li>
</ol>
4. 从小麦中提取吡虫啉的步骤
<ol>
	<li>从小麦根中提取吡虫啉
	<ol>
		<li>为避免实验误差，用流动的无菌水清洗小麦根，每次10秒，共清洗4次，以去除吸附在根表面的吡虫啉。</li>
		<li>用剪刀将小麦根剪成约1 cm长的小段（图4）。称取10.00 g剪碎后的小麦根，放入50 mL离心管中。</li>
		<li>向离心管中加入10 mL乙腈，用涡旋振荡器涡旋1分钟。然后立即向离心管中加入4 g无水MgSO4和1.5 g NaCl，再立即涡旋30秒。在6,000 × g条件下离心5分钟。</li>
		<li>用一次性注射器吸取上清液，并通过针头过滤器（0.22 µm孔径）过滤，得到待测样品。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>从小麦叶片中提取吡虫啉（图5）
	<ol>
		<li>用剪刀将新鲜小麦叶片剪成约1 cm长的小段（图4）。称取10.00 g剪碎后的小麦叶片，放入50 mL离心管中。</li>
		<li>向离心管中加入10 mL乙腈，用涡旋振荡器涡旋1分钟。</li>
		<li>向离心管中加入4 g无水MgSO4和1.5 g NaCl，立即涡旋30秒。</li>
		<li>在6,000 × g条件下离心5分钟。</li>
		<li>离心后，取2 mL上清液加入含有50 mg石墨化炭黑（GCB）和150 mg无水MgSO4的5 mL离心管中（用于去除样品中的色素和水分），涡旋30秒（图6）。在6,000 × g条件下离心5分钟。</li>
		<li>用一次性注射器吸取上清液，并通过针头过滤器（0.22 µm孔径）过滤，得到待测样品。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="小麦植株解剖结构对比图：根系纤维与叶片结构在滤纸上的分布。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64741/64741fig04.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图 4"> 
图 4：粉碎后的小麦根部与叶片。 将新鲜的小麦根部和叶片用剪刀剪碎成约 1 cm 的小段。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64741/64741fig04large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的高清版本。</a>
<img alt="离心管操作步骤；步骤 4.2.1-4.2.4；实验室装置展示试管混匀操作。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64741/64741fig05.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图 5"> 
图 5：小麦叶片中吡虫啉的提取。 样品中的吡虫啉采用 QuEChERS 方法进行提取（实验方案步骤 4.2.1-4.2.4）。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64741/64741fig05large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="静态平衡，带有密度梯度的色谱管，分离过程，实验室实验装置。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64741/64741fig06.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图6"> 
图6：小麦叶片中吡虫啉的纯化。 去除污染物所用试剂为50 mg GCB + 150 mg MgSO4。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64741/64741fig06large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
5. 啊咪克洛普的定量分析
<ol>
	<li>采用液相色谱-串联质谱法（LC-MS-MS），根据0.2–250 µg/L浓度范围内吡虫啉绘制的标准曲线（y = 696.61x + 56.411，R=1）对样品中吡虫啉进行定量（图7）。质谱仪配备C18色谱柱（100 mm × 2.1 mm，3 µm）和电喷雾离子化源（ESI+）。洗脱程序及离子源参数见表1。</li>
</ol>
<img alt="色谱结果图；质谱数据；HPLC装置；0.93分钟时的峰检测。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64741/64741fig07.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 7"> 
图7：小麦叶片中吡虫啉的色谱图与质谱图。 上图显示吡虫啉的色谱图（保留时间 = 0.93 min）。下图显示在0.93 min时吡虫啉的质谱图，展示吡虫啉产物离子（m/z = 208.8）的响应强度。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64741/64741fig07large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>柱温</td>
			<td>40 °C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>溶剂 A</td>
			<td>99.9% 水/0.1% 甲酸 (v/v)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>溶剂 B</td>
			<td>乙腈</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="5">洗脱程序</td>
			<td>0–0.5 min, A = 20%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5–2 min, A = 20%–50%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2–3 min, A = 50%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3–3.1 min, A = 50%–20%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3.1–5 min, A=20%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>流速 (mL/min)</td>
			<td>0.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>进样体积 (μL)</td>
			<td>5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>毛细管温度 (°C)</td>
			<td>330</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>汽化器温度 (°C)</td>
			<td>350</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>鞘气流速 (Arb)</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>辅助气流速 (Arb)</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>喷雾电压 (V)</td>
			<td>3900</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>碰撞气压力 (mTorr)</td>
			<td>1.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>前体离子</td>
			<td>256.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>产物离子/碰撞能量 (eV)</td>
			<td>208.8/16</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表1：液相色谱-质谱法的洗脱程序和离子源参数。

<ol><li>Lin, P. C., Lin, H. J., Liao, Y. Y., Guo, H. R., Chen, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+poisoning+with+neonicotinoid+insecticides%3A+A+case+report+and+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+%26+Clinical+Pharmacology+%26+Toxicology%22%5BJournal%5D)">Acute poisoning with neonicotinoid insecticides: A case report and literature review.</a> Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology. 112 (4), 282-286 (2013).</li>
<li>North, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Value+of+neonicotinoid+insecticide+seed+treatments+in+Mid-South+corn+%28Zea+mays%29+production+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Economic+Entomology%22%5BJournal%5D)">Value of neonicotinoid insecticide seed treatments in Mid-South corn (Zea mays) production systems.</a> Journal of Economic Entomology. 111 (1), 187-192 (2018).</li>
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<li>Bass, C., Denholm, I., Williamson, M. S., Nauen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+global+status+of+insect+resistance+to+neonicotinoid+insecticides%5BTitle%5D)+AND+%22Pesticide+Biochemistry+and+Physiology%22%5BJournal%5D)">The global status of insect resistance to neonicotinoid insecticides.</a> Pesticide Biochemistry and Physiology. 121, 78-87 (2015).</li>
<li>Craddock, H. A., Huang, D., Turner, P. C., Quiros-Alcala, L., Payne-Sturges, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+neonicotinoid+pesticide+residues+in+food+and+water+in+the+United+States%2C+1999-2015%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Health%22%5BJournal%5D)">Trends in neonicotinoid pesticide residues in food and water in the United States, 1999-2015.</a> Environmental Health. 18 (1), 7(2019).</li>
<li>Shao, X. S., Liu, Z. W., Xu, X. Y., Li, Z., Qian, X. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overall+status+of+neonicotinoid+insecticides+in+China%3A+Production%2C+application+and+innovation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pesticide+Science%22%5BJournal%5D)">Overall status of neonicotinoid insecticides in China: Production, application and innovation.</a> Journal of Pesticide Science. 38 (1-2), 1-9 (2013).</li>
<li>Zhao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Urinary+neonicotinoid+insecticides+in+children+from+South+China%3A+Concentrations%2C+profiles+and+influencing+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Urinary neonicotinoid insecticides in children from South China: Concentrations, profiles and influencing factors.</a> Chemosphere. 291, 132937(2022).</li>
<li>Kurwadkar, S., Evans, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neonicotinoids%3A+Systemic+insecticides+and+systematic+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Bulletin+of+Environmental+Contamination+and+Toxicology%22%5BJournal%5D)">Neonicotinoids: Systemic insecticides and systematic failure.</a> Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 97 (6), 745-748 (2016).</li>
<li>Sadaria, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Passage+of+fiproles+and+imidacloprid+from+urban+pest+control+uses+through+wastewater+treatment+plants+in+northern+California%2C+USA%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Toxicology+and+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Passage of fiproles and imidacloprid from urban pest control uses through wastewater treatment plants in northern California, USA.</a> Environmental Toxicology and Chemistry. 36 (6), 1473-1482 (2017).</li>
<li>Damalas, C. A., Eleftherohorinos, I. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pesticide+exposure%2C+safety+issues%2C+and+risk+assessment+indicators%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Environmental+Research+and+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Pesticide exposure, safety issues, and risk assessment indicators.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 8 (5), 1402-1419 (2011).</li>
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<li>Xu, Y. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecotoxicity+evaluation+of+azoxystrobin+on+Eisenia+fetida+in+different+soils%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Research%22%5BJournal%5D)">Ecotoxicity evaluation of azoxystrobin on Eisenia fetida in different soils.</a> Environmental Research. 194, 110705(2021).</li>
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<li>Wiilkowska, A., Biziuk, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+pesticide+residues+in+food+matrices+using+the+QuEChERS+methodology%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Determination of pesticide residues in food matrices using the QuEChERS methodology.</a> Food Chemistry. 125 (3), 803-812 (2011).</li>
<li>Ishii, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HPLC+determination+of+the+new+insecticide+imidacloprid+and+its+behavior+in+rice+and+cucumber%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Agricultural+and+Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">HPLC determination of the new insecticide imidacloprid and its behavior in rice and cucumber.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 42 (12), 2917-2921 (1994).</li>
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<li>Phugare, S. S., Kalyani, D. C., Gaikwad, Y. B., Jadhav, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+degradation+of+imidacloprid+and+toxicological+analysis+of+its+biodegradation+metabolites+in+silkworm+%28Bombyx+mori%29%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Engineering+Journal%22%5BJournal%5D)">Microbial degradation of imidacloprid and toxicological analysis of its biodegradation metabolites in silkworm (Bombyx mori).</a> Chemical Engineering Journal. 230, 27-35 (2013).</li>
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<li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translocation+and+metabolism+of+imidacloprid+in+cabbage%3A+Application+of+C-14-labelling+and+LC-QTOF-MS%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Translocation and metabolism of imidacloprid in cabbage: Application of C-14-labelling and LC-QTOF-MS.</a> Chemosphere. 263, 127928(2021).</li>
<li>Wild, S., Jones, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organic+chemicals+entering+agricultural+soils+in+sewage+sludges%3A+Screening+for+their+potential+to+transfer+to+crop+plants+and+livestock%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+the+Total+Environment%22%5BJournal%5D)">Organic chemicals entering agricultural soils in sewage sludges: Screening for their potential to transfer to crop plants and livestock.</a> Science of the Total Environment. 119, 85-119 (1992).</li>
<li>Gong, W. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uptake+and+dissipation+of+metalaxyl-M%2C+fludioxonil%2C+cyantraniliprole+and+thiamethoxam+in+greenhouse+chrysanthemum%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Pollution%22%5BJournal%5D)">Uptake and dissipation of metalaxyl-M, fludioxonil, cyantraniliprole and thiamethoxam in greenhouse chrysanthemum.</a> Environmental Pollution. 257, 113499(2020).</li>
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作者声明不存在利益冲突。所有作者均已阅读并批准了该稿件。本研究工作此前未发表过，也未同时提交给其他任何同行评审期刊考虑发表。

近年来，关于农药吡虫啉残留的前处理与检测方法的报道较为频繁。Badawy 等人23采用高效液相色谱法测定温室条件下种植的番茄果实中吡虫啉的含量，报道了吡虫啉在 0.0125–0.15 µg/mL 范围内具有良好的线性关系。Zhai 等人24采用液相色谱-串联质谱法（LC-MS-MS）研究了韭菜中吡虫啉的残留情况。本研究采用 QuEChERS 方法从小麦根和叶中提取吡虫啉。作为一种快速高效的提取方法，QuEChERS 方法适用于从小麦等多种植物20,26（如辣椒、番茄、卷心菜）以及土壤25样品中提取吡虫啉，并已被广泛应用。本研究的目的是确定吡虫啉的回收率是否稳定并满足检测要求。小麦中吡虫啉的回收率和变异系数均符合残留检测的要求，表明该方法适用于从小麦中提取吡虫啉。本研究采用液相色谱-串联质谱法（LC-MS-MS）测定吡虫啉含量，仪器对吡虫啉的检出限满足农药残留定量分析的要求。然而，...

在现代农业中，农药的使用对于提高作物产量至关重要。新烟碱类杀虫剂通过作用于昆虫神经系统的烟碱型乙酰胆碱受体，改变膜电位平衡，从而抑制昆虫中枢神经系统的正常传导，导致昆虫麻痹并死亡1。与传统杀虫剂相比，新烟碱类杀虫剂具有作用机制新颖、杀虫活性高、根部吸收能力强等优势，因而在农药市场中取得了巨大成功2,3。据报道，2014年新烟碱类杀虫剂的销售额占全球农药市场的27%。2005年至2010年间，其年均增长率达11.4%，其中约7%的登记产品来自中国4,5,6。从2016年底至2017年上半年，中国农药销售在经历下滑后开始回升，农药价格持续上涨，其中新烟碱类杀虫剂价格上涨尤为显著7。迄今为止，已研发出三代新烟碱类杀虫剂，分别含有吡啶氯、噻唑基和四氢呋喃基等尼古丁衍生物结构8。
吡虫啉是第一代新烟碱类杀虫剂，其分子式为 C9H10ClN5O2，呈无色晶体。吡虫啉主要用于防治蚜虫、飞虱、黄粉虫和蓟马等害虫9，可应用于水稻、小麦、玉米、棉花以及马铃薯等蔬菜和果树作物。由于长期、大量且持续地使用农药，有益昆虫及害虫天敌数量迅速减少，部分农业害虫已对农药产生抗性，导致农药使用量不断加大并形成恶性循环10。此外，农药的广泛使用还导致土壤质量退化、农产品中农药残留持久存在等一系列生态问题，不仅对农业生态环境造成严重破坏11，也对人类健康构成严重威胁12。农药喷洒显著影响土壤微生物和土壤动物的生长与质量13。农药不合理或过度使用已对土壤和水环境、动植物乃至人类生命安全带来重大风险14。近年来，随着农药的广泛施用，农作物中农药残留超标问题日益严重。在使用吡虫啉提高蔬菜产量时，蔬菜对吡虫啉的吸收率随施用量及残留量的增加而升高15。小麦作为主要粮食作物，其产量与安全性均至关重要。因此，亟需明确用于小麦的农药残留及其分布规律。
近年来，已开发出多种方法用于从水、土壤和植物中提取吡虫啉残留。QuEChERS 方法（快速、简便、廉价、高效、耐用且安全）是一种结合了固相微萃取技术和分散固相萃取技术的新型方法，该方法以乙腈作为萃取溶剂，并分别利用 NaCl 和无水 MgSO4 去除样品中的混合杂质和水分16。QuEChERS 方法所需玻璃器皿极少，实验步骤简单，已成为最受欢迎的农药提取方法之一17。在吡虫啉检测方面，液相色谱（LC）已实现低至 1 × 10−9 g 的检测限18，气相色谱（GC）则达到 1 × 10−11 g 的检测限19。由于具有高分辨率和高灵敏度，液相色谱-质谱联用（LC-MS）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）的吡虫啉检测限更低，可达 1 × 10-13 至 1 × 10-14 g20,21；因此，这些技术非常适用于痕量吡虫啉残留的分析。
本研究选择吡虫啉作为目标污染物，小麦作为受试作物，研究吡虫啉残留物在小麦中的分布情况。本方案详细阐述了一种在水培条件下，通过探究小麦植株不同部位对吡虫啉的吸收与蓄积，从而全面分析该农药在小麦中富集与转移的方法。本研究旨在为小麦中农药残留的风险评估提供理论依据，指导农业生产活动中农药的合理施用，以减少农药残留，提高作物生产的安全性。

<table><tbody><tr><td>乙腈</td><td>Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co. Ltd.</td><td>01-06-1995</td><td>适用于高效液相色谱，梯度级，&gt;99.9%</td></tr><tr><td>分析天平</td><td>Sartorius Lab Instruments Co.Ltd.</td><td>GL124-1SCN</td><td></td></tr><tr><td>人工气候培养箱&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>上海八旦仪器设备有限公司</td><td>HK320</td><td></td></tr><tr><td>离心机</td><td>艾本德（中国）有限公司</td><td>Centrifuge5804</td><td></td></tr><tr><td>一次性注射器</td><td>Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co. Ltd.</td><td>Z116866</td><td>容量 5 mL，刻度 0.2 mL，非无菌</td></tr><tr><td>甲酸</td><td>Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co. Ltd.</td><td>Y0001970</td><td>欧洲药典标准品</td></tr><tr><td>石墨化炭黑（GCB）</td><td>Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co. Ltd.</td><td>V900058</td><td>45 &amp;mu;m</td></tr><tr><td>H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co.Ltd.</td><td>31642</td><td>30% (w/w)</td></tr><tr><td>霍格兰氏基本盐混合物（Hoagland&amp;rsquo;s Basal Salt Mixture）</td><td>上海宇帛生物科技有限公司</td><td>NS1011</td><td>无水，试剂级</td></tr><tr><td>水培设备</td><td>江苏荣诚农业科技发展有限公司</td><td>SDZ04BD</td><td></td></tr><tr><td>Hypersil BDS C18 色谱柱</td><td>赛默飞世尔科技（中国）有限公司</td><td>28103-102130</td><td></td></tr><tr><td>吡虫啉</td><td>Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co. Ltd.</td><td>Y0002028</td><td>欧洲药典标准品</td></tr><tr><td>MgSO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co. Ltd.</td><td>208094</td><td>无水，试剂级，&gt;97%</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co.Ltd.</td><td>S9888</td><td>试剂级，99%</td></tr><tr><td>pH 计</td><td>上海雷磁仪器厂</td><td>PHSJ-3F</td><td></td></tr><tr><td>植物生长箱</td><td>哈尔滨东联电子技术有限公司</td><td>HPG-280B</td><td></td></tr><tr><td>移液器</td><td>艾本德（中国）有限公司</td><td>Research plus</td><td></td></tr><tr><td>注射式滤器</td><td>Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co.Ltd.</td><td>SLGV033N</td><td>尼龙材质，孔径 0.22 &amp;micro;m，直径 33 mm，非无菌</td></tr><tr><td>超高效液相色谱串联三重四极杆质谱仪</td><td>赛默飞世尔科技（中国）有限公司</td><td>UltiMate 3000</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>TSQ Quantum Access MAX</td><td></td></tr><tr><td>涡旋混合器</td><td>上海叶拓科技有限公司</td><td>Vortex-2</td><td></td></tr><tr><td>小麦种子</td><td>鲁科种业</td><td></td><td>济麦20</td></tr></tbody></table>

噻虫嗪在小麦中的吸收、转运与分布测定

Determination of the Absorption, Translocation, and Distribution of Imidacloprid in Wheat

新烟碱类杀虫剂因其新颖的作用机制、高效的杀虫活性以及较强的根部吸收能力而被广泛使用。吡虫啉是全球使用最广泛的杀虫剂，属于典型的第一代新烟碱类杀虫剂，常用于农作物、蔬菜和果树的害虫防治。由于吡虫啉应用范围广泛，其在农作物中的残留问题日益受到关注。本研究将15株小麦幼苗置于含有0.5 mg/L或5 mg/L吡虫啉的培养液中进行水培。通过测定水培1天、2天和3天后小麦根部和叶片中吡虫啉的含量，探究吡虫啉在小麦体内的迁移与分布规律。结果表明，小麦的根部和叶片中均检测到吡虫啉残留，且根部的吡虫啉含量高于叶片。此外，随着暴露时间的延长，小麦体内吡虫啉的浓度逐渐升高。暴露3天后，0.5 mg/L处理组的小麦根部和叶片中吡虫啉含量分别为4.55 mg/kg ± 1.45 mg/kg和1.30 mg/kg ± 0.08 mg/kg；而5 mg/L处理组的根部和叶片中吡虫啉含量分别为42.5 mg/kg ± 0.62 mg/kg和8.71 mg/kg ± 0.14 mg/kg。本研究结果有助于更深入理解农作物中农药残留的迁移行为，为农药的环境风险评估提供了数据参考。

吡虫啉的仪器检出限（LOD）为 5.76 × 10−14 g，该方法在小麦根或叶中吡虫啉的检出限为 0.01 µg/kg；未观察到基质效应。表 2 显示了小麦中吡虫啉的回收率。在暴露于 0.5 mg/L 和 5 mg/L 吡虫啉浓度下，小麦根中吡虫啉的回收率分别为 94.0%–97.6% 和 98.8%–99.2%；变异系数分别为 1.92% 和 0.20%。在暴露于 0.5 mg/L 和 5 mg/L 吡虫啉浓度下，小麦叶中吡虫啉的回收率分别为 88.2%–91.4% 和 92.5%–93.4%；变异系数分别为 1.85% 和 0.53%。
小麦根部和叶片中的吡虫啉浓度如表3所示。在小麦的根部和叶片中均检测到吡虫啉，且根部含量高于叶片。随着暴露时间的延长，吡虫啉含量逐渐增加。在0.5 mg/L处理组中，暴露3天后，小麦根部和叶片中吡虫啉的含量分别为4.55 mg/kg ± 1.45 mg/kg和1.30 mg/kg ± 0.08 mg/kg；在5 mg/L处理组中，相应含量分别为42.5 m...

本文介绍了一种在水培条件下利用液相色谱-串联质谱法（LC-MS-MS）测定吡虫啉在小麦中吸收、转运和分布的实验方案。结果表明，小麦能够吸收吡虫啉，且在小麦的根和叶片中均检测到了吡虫啉的存在。

新烟碱类杀虫剂是一类因其新颖的作用机制、高效杀虫活性和强根部吸收能力而被广泛使用的杀虫剂。

该方法有助于解答吡虫啉在小麦中的吸收、转运和分布过程。该技术的主要优势在于对吡虫啉检测具有高灵敏度，可广泛用于土壤、水体、植物及其他样品中吡虫啉的测定。为使小麦种子萌发，应选取1000粒籽粒饱满、胚部完整且大小均匀的适宜种子。将种子浸入10%过氧化氢溶液中15分钟，以消毒其表面。然后用无菌水冲洗种子5次，每次10秒。现在，将小麦种子均匀铺放在含有湿润无菌滤纸的玻璃培养皿中，使胚部朝上。将培养皿放入人工气候培养箱中，保持温度为30摄氏度、相对湿度为80%。在黑暗条件下培养小麦种子三天，直至其发芽并长出根系。小麦种子发芽后，将15株小麦幼苗放入含有100毫升半量Hoagland营养液的水培装置中。然后，将整个水培装置置于人工气候培养箱中，在25摄氏度和80%相对湿度条件下培养七天。为建立两种不同浓度吡虫啉的农药暴露实验，准备含有半量霍格兰营养液并分别添加0.5毫克/升或5毫克/升吡虫啉的水培装置。每种吡虫啉浓度组设置15个水培装置，以确保取样时有足够的样本量。现在，将经过七天水培期的15株小麦植株移栽至每个准备好的水培装置中。将整个水培装置置于人工气候培养箱中，在25摄氏度和80%相对湿度条件下培养三天。在吡虫啉暴露期间，每天采集植株的根部和叶片样本。针对每个吡虫啉浓度，将15个水培装置中每五分之一的小麦样品整合为一个平行组。为从小麦根部提取吡虫啉，使用剪刀将小麦根剪碎成约一厘米长的片段。称取10克剪碎后的小麦根，放入50毫升离心管中。然后，向离心管中加入10毫升乙腈，涡旋混匀1分钟，再向管中加入4克无水硫酸镁和1.5克氯化钠。立即涡旋混匀30秒。接下来，以6,000 G离心5分钟。用一次性注射器吸除上清液，并通过0.22微米注射式滤器过滤，以获得样品。为了从小麦叶片中提取吡虫啉，使用剪刀将新鲜叶片剪成约一厘米大小的碎片。称取10克剪碎的小麦叶片，放入50毫升离心管中。在50毫升离心管中，向10克切碎的小麦叶片加入10毫升乙腈，涡旋振荡1分钟。然后用无水硫酸镁和氯化钠处理混合物，并按先前所示方法进行离心。为去除样品中的色素和水分，取离心后所得上清液2毫升，加入含有石墨化炭黑和无水硫酸镁的5毫升离心管中。涡旋振荡混合30秒后，将离心管在6,000 G条件下离心5分钟，随后用一次性注射器吸取上清液，并通过0.22微米注射式滤器过滤，以获得待测样品。按照论文中所述方法，采用液相色谱-串联质谱法对小麦样品中吡虫啉的含量进行定量分析。小麦样品中吡虫啉的回收率结果显示，暴露于0.5毫克/升及更低浓度吡虫啉的小麦根部和叶片中，吡虫啉的平均回收率相较于暴露于5毫克/升吡虫啉样品中的平均回收率有所降低。即使在暴露一天后，小麦植株的根部和叶片中均检测到吡虫啉，表明其能迅速被植物吸收并传导。暴露第三天时，吡虫啉含量高于第一天，且根部中的吡虫啉浓度始终高于叶片。与对照组相比，即使在吡虫啉暴露三天后，也未观察到植株生长受到明显抑制。处理样品中的根富集系数（RCF）大于1，表明小麦对吡虫啉具有富集作用。然而，叶片的转运系数（TF）小于1，说明该农药不易从小麦根部转移到叶片中。其中最关键的步骤是吡虫啉的提取与纯化。确保在这些步骤中不会损失吡虫啉的提取量。

determination-absorption-translocation-distribution-imidacloprid

Research

科研

JoVE Journal

Environment

环境

吡虫啉在小麦中吸收、易位和分布的测定

本文介绍了一种用于确认杂草种群除草剂抗性的可靠且灵活的方法。该方案可通过少量调整，推断除草剂抗性水平，并适用于多种杂草物种和除草剂。...

不同杂草物种中抗除草剂性检测的可靠方案

本手稿描述了如何利用双子叶杂草的离体叶片有效量化除草剂代谢速率，从而降低变异性，并消除在整株植物测定中通常观察到的除草剂吸收或转运可能带来的混杂效应。...

利用离体叶片测定法测量双子叶杂草中除草剂代谢速率

草坪系统中可转移农药残留实验是人体暴露风险评估的重要组成部分。测量可转移残留物的实验方法应根据特定的人体接触方式及草坪系统的动态特征进行调整。本文介绍了三种可转移农药残留的实验方案，并讨论了这些方案在三种不同草坪系统中的适用性。...

草坪系统中可转移农药残留定量分析方案

本研究提出了一种从茶（Camellia sinensis...

茶树（Camellia sinensis L.）叶片新建立的悬浮细胞培养体系中六种系统性杀虫剂代谢的研究

本文介绍了一种对小麦籽粒代谢物和脂质进行非靶向分析的方法。该方案包括乙腈代谢物提取法以及反相液相色谱-质谱分析法，并在正离子和负离子电喷雾电离模式下进行检测。...

基于液相色谱-质谱的非靶向小麦籽粒代谢组学分析

本实验方案描述了一种在小麦中进行全氟烷基酸长距离运输的简单高效方法。...

研究全氟烷基酸在小麦中的长距离转运 通过 一种分根暴露技术

本文描述了一种新型的直接植物输注装置，用于筛选分子对细菌（Candidatus Liberibacter asiaticus）或其昆虫媒介（Diaphorina citri,...

用于植物分子递送的直接灌注装置

该方案描述了一种评估三唑类农药代谢物在植物中整体细胞毒性的新方法。...

评估典型三唑类农药代谢物对植物的细胞毒性

本实验方案描述了用于研究和表征小麦植株中细胞壁相关酶（主要是β-1,3-葡聚糖酶和过氧化物酶）的方法。这些酶的活性水平在小麦与禾谷缢管蚜（RWA）互作过程中升高，并通过增强细胞壁参与植物防御反应，从而抑制蚜虫取食。...

阐明小麦细胞壁防御机制中针对麦长管蚜（Diuraphis noxia）侵害的β-1,3-葡聚糖酶和过氧化物酶的理化特性

本文描述了基于微孔板的胞外酶活性比色法或荧光法分析流程。这些方法可在合理的时间范围内，对大量环境样品中的酶活性进行快速测定。...

利用高通量微孔板法测定水体、土壤和沉积物中微生物胞外酶活性

了解利用液相色谱-串联质谱法测定小麦中吡虫啉吸收、转运和分布的实验方案。该方法具有高灵敏度，可用于检测植物样品中的农药残留，为农业实践提供重要参考。

噻虫嗪在小麦中的吸收、转运与分布测定

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