通过气相色谱/质谱法对大麦进行代谢组学分析

本研究的目标是解决干旱对农业的影响。随着气候的不断变化，干旱加剧，干旱影响粮食安全。代谢组学对于识别和量化干旱对我们食物的影响非常重要。

代谢组学的一大挑战是获得已鉴定化合物的高质量。通过在氧基模拟步骤中使用甲氧基胺代替羟胺，我们提高了后续硅烷基化步骤的效率，因为甲氧基不会与 MSTFA 反应。目前观察植物对环境胁迫反应的方法集中在特定的过程或组织上。

虽然这种方法通过检测最终谷物产品中的化学信号来更加综合。将来，我们希望使用这种方法来了解干旱和间作如何影响大麦。大麦是影响粮食安全的重要谷物，我们希望了解不断变化的气候将如何影响它。

首先，将 200 毫克大麦粉加载到固相萃取或 SPE 溶剂储液槽中。将面粉用 200 微升甲醇浸泡 20 分钟以浸渍。通过在真空下蒸发 30 分钟去除甲醇。

干燥后，将色谱柱连接到真空歧管上。将含二氯甲烷的非极性组分 A 提取到 10 毫升小瓶中，然后运行真空歧管直至面粉干燥。接下来，加入甲醇和去离子水的混合物，将极性组分 B 提取到 10 mL 样品瓶中。

运行真空歧管，直到面粉干燥。将标准 1 和标准 2 添加到组分 A 中，并通过重复移液混合。使用旋转蒸发器在减压下完全蒸发溶剂。

然后将样品重新溶解在甲基叔丁基醚 （MTBE） 中，然后将甲醇和甲醇钠加入样品瓶中。在磁力搅拌下，在室温下进行酯交换反应 90 分钟。向溶液中加入盐酸水溶液。

将酸化溶液与二氯甲烷混合。用长巴斯德移液管收集小瓶中的内容物，并让相在移液管中分离。加入盐酸水溶液洗涤有机相。

同样，用长巴斯德移液管收集小瓶中的内容物，并让相在移液管中分离。将下层有机相转移到新样品瓶中，并使用旋转蒸发器蒸发至干燥。接下来，向 SPE 柱中加入无水硫酸钠。

将蒸发的样品溶解在二氯甲烷中，然后将其加载到 SPE 柱上。用三份正己烷和 MTBE 将馏分 1 洗脱到 10 mL 样品瓶中。在旋转蒸发器上蒸发含有馏分 1 的溶液至干燥。

将样品重新溶解在正己烷中，并将其转移到用于 GC/MS 的自动进样器样品瓶中。接下来，将 SPE 柱中的前馏分 2 与随后的三份正己烷和 MTBE 洗脱到 10 mL 样品瓶中。将前馏分 2 蒸发至干后，将其重新溶于无水吡啶中并加入 MSTFA。

使用扎带将硝基手套固定在注射器末端，并取下柱塞。用无水氩气填充球囊，并将一次性针头连接到注射器上。将球囊注射器推入装有无水试剂的瓶子的隔膜，然后插入第二个带有长针头的注射器以吸取溶剂。

用温和的无水氩气流冲洗样品瓶。用封口膜密封小瓶后，将其置于 70 摄氏度的油浴中 15 分钟。硅烷化后，在室温下冷却馏分 2 5 分钟，然后将其上样到自动进样器样品瓶中。

将标准品 3 和 4 添加到组分 B 中，并通过重复移液混合。将 2 毫升和 4 毫升馏分 B 混合物转移到新样品瓶中，分别加工成馏分 3 和馏分 4。在旋转蒸发器上蒸发馏分前 3 至干，然后用无水吡啶共蒸发。

将预馏分 3 重新溶于无水吡啶中，并加入三甲基硅基咪唑。用温和的无水氩气流冲洗样品瓶。用封口膜密封样品瓶后，在 70 摄氏度的油浴中加热 20 分钟。

将溶液冷却至室温后，加入正己烷和去离子水。搅拌混合物，并使用长巴斯德移液管将上层有机相转移到自动进样器样品瓶中。在旋转蒸发器上将前馏分 4 蒸发至干，然后用无水吡啶共蒸发。

将样品重新溶于无水吡啶中，并加入盐酸甲氧基拉敏。用无水氩气冲洗样品瓶后，将封口膜密封样品瓶在 70 摄氏度的油浴中草胺化 30 分钟。样品瓶冷却至室温后，加入 MSTFA 并在油浴中进行甲硅解 20 分钟。

接下来，将正己烷和去离子水加入小瓶中，并使用长巴斯德移液管收集下层水相。最后一次洗涤后，使用旋转蒸发器将水相蒸发至干，然后用无水乙腈共蒸发剩余材料。将样品重新溶解在无水乙腈和 MSTFA 中。

用无水氩气冲洗样品瓶后，在 70 摄氏度的油浴中加热密封的样品瓶 60 分钟。使用指定的进样体积将样品上样到 GC/MS 上。在 250 摄氏度的进样温度下，以每分钟 14 mL 的分流氦气流运行样品。

对于馏分 1 和 2，以每分钟 4 摄氏度的速率将柱温从 100 摄氏度升至 300 摄氏度。达到 300 摄氏度后，保持温度 10 分钟。对于馏分 3，在整个运行过程中将色谱柱加热并保持在 300 摄氏度。

对于馏分 4，以每分钟 2.5 摄氏度的速度将柱温从 70 °C 升至 142 °C。将温度保持在 142 摄氏度 10 分钟。然后以每分钟 142 摄氏度的速度将温度从 235 摄氏度提高到 4 摄氏度，保持 10 分钟。

最后，将柱子在 320 摄氏度下烘烤 8 分钟。