Untersuchung des Langstreckentransports von Perfluoralkylsäuren in Weizen mittels Split-Root-Expositionstechnik

Zusammenfassung

Das vorliegende Protokoll beschreibt ein einfaches und effizientes Verfahren für den Langstreckentransport von Perfluoralkylsäuren in Weizen.

Zusammenfassung

Große Mengen an Perfluoralkylsäuren (PFAAs) wurden in den Boden eingebracht und von Pflanzen angesammelt, was potenzielle Risiken für die menschliche Gesundheit darstellt. Es ist unerlässlich, die Akkumulation und Translokation von PFAAs innerhalb von Pflanzen zu untersuchen. Der Langstreckentransport ist ein wichtiger Weg für PFAAs, die von den Pflanzenblättern durch das Phloem in das essbare Gewebe übertragen werden. Bisher war es jedoch schwierig, das Translokationspotenzial organischer Kontamination in einer kurzfristigen Expositionszeit abzuschätzen. Das Split-Root-Experiment bietet eine Lösung, um die Translokation von PFAAs über große Entfernungen mit einem hydroponischen Experiment effektiv aufzudecken, das in dieser Studie in zwei 50-ml-Zentrifugenröhrchen (A und B) durchgeführt wurde, von denen Zentrifugenröhrchen A 50 ml sterile Hoagland-Nährlösung mit einer Viertelstärke aufwiesen, während Zentrifugenröhrchen B die gleiche Menge an Nährstoffkonzentration aufwiesen. und die Ziel-PFAAs (Perfluoroctansulfonsäure, PFOS und Perfluoroctansäure, PFOA), die in einer bestimmten Konzentration hinzugefügt wurden. Eine ganze Weizenwurzel wurde manuell in zwei Teile getrennt und vorsichtig in die Röhrchen A und B eingeführt. Die Konzentration von PFAAs in den Wurzeln, Weizentrieben und Lösungen in den Röhrchen A und B wurde mit LC-MS/MS bewertet, nachdem sie 7 Tage lang in einem Inkubator kultiviert und geerntet wurden. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass PFOA und PFOS einen ähnlichen Langstreckentransportprozess durch das Phloem vom Spross bis zur Wurzel erfahren und in die Umgebung freigesetzt werden könnten. So kann die Split-Root-Technik verwendet werden, um den Langstreckentransport verschiedener Chemikalien zu bewerten.

Einleitung

Perfluoralkylsäuren (PFAAs) werden aufgrund ihrer hervorragenden physikalisch-chemischen Eigenschaften, einschließlich Oberflächenaktivität und thermischer und chemischer^{Stabilität 1,2,3,} in verschiedenen kommerziellen und industriellen Produkten häufig verwendet. Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) und Perfluoroctansäure (PFOA) sind die beiden wichtigsten weltweit verwendeten PFAAs ^4,5,6, obwohl diese Verbindungen 2009 bzw. 2019 in der internationalen Stockholmer Konvention

Protokoll

Weizensamen, Triticum aestivum L., wurden beschafft (siehe Materialtabelle) und für die vorliegende Studie verwendet.

1. Keimung von Weizenkeimlingen und Hydrokultur

1. Wählen Sie Weizensamen ähnlicher Größe und desinfizieren Sie sie für 15 min mit 8% (w/w) Wasserstoffperoxidlösung.
2. Spülen Sie die desinfizierten Samen gründlich mit entionisiertem Wasser ab und legen Sie sie dann im Dunkeln bei Raumtemperatur auf feuchtes Filterpapier, um 5 Tage lang zu keimen.
3. Wählen Sie ungefähr neun gekeimte Sämlinge einheitlicher Größe aus und geben Sie sie in Kunststoffbecher mit 250 ....

Ergebnisse

Das Split-Root-Experiment untersuchte den Langstreckentransport von PFAAs in Weizen. Wie in Abbildung 2A,C gezeigt, konnten sowohl PFOA als auch PFOS von der Weizenwurzel aufgenommen und auf den Spross übertragen werden. PFOS und PFOA wurden in der Weizenwurzel und -lösung im Röhrchen A der Blindkontrolle nicht nachgewiesen. Es wurde festgestellt, dass PFOS und PFOA in den Weizenwurzeln nachgewiesen wurden, die in der undotierten Lösung kultiviert wurden, mit einer Konzentra.......

Diskussion

Um die Genauigkeit dieses Verfahrens zu gewährleisten, muss sorgfältig vorgegangen werden, um sicherzustellen, dass die Stachellösung in Röhrchen B die nicht versetzte Lösung in Röhrchen A nicht verunreinigt. Die gegebene Konzentration von Ziel-PFAAs in der vorliegenden Studie war relativ höher als ihre Konzentration in der realen Umgebung, was sicherstellt, dass Ziel-PFAAs in Weizen und ungespießten Lösungen mit LC-MS/MS überwacht werden konnten.

Es gibt Einschränkungen für diese Methode. Da.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
ACQUITY UPLC BEH C18 Säule	Waters, Milford, MA		Flüssigchromatographische Säule
Cleanert PEP Kartusche	Bonna- Angel Technologies, China		Festphasen-Extraktionssäule
Clearnert Pesticarb Kartusche	Bonna- Angel Technologies, China		Festphasen-Extraktionssäule
LC-MS/MS(Waters Acquity UPLC i-Class gekoppelt an Xevo TQ-S)	Wasser, Milford, MA		Flüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie
Lyophilisator	Boyikang Instrument Ltd., Beijing, China	FD-1A50	Gefriergetrocknete Probe
Masslynx	Waters, Milford, MA		Datenanalysesoftware
Methyl-tert-butylether	Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, USA)		Verwendung zur Extraktion von Zielverbindungen aus Pflanzengeweben
MPFAC-MXA	Wellington Laboratories (Ontario, Kanada)	PFACMXA0518	die internen Standards
PFAC-MXB	Wellington Laboratories (Ontario, Kanada)	PFACMXB0219	Mischung aus PFAA-Kalibrierstandards
PFOA	Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, USA)	335-67-1	a steht für PFAAs
PFOS	Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, USA)	2795-39-3	a steht für PFAAs
Natriumcarbonatpuffer	Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, USA)		Verwendung zur Extraktion von Zielverbindungen aus Pflanzengeweben
Tetrabutylammoniumhydrogensulfat	Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, USA)		Verwendung zur Extraktion von Zielverbindungen aus Pflanzengeweben
Weizensaatgut	Chinesische Akademie für Agrarwissenschaften (Peking, China)		Triticum aestivum L.