Studio del trasporto a lunga distanza di acidi perfluoroalchilici nel grano mediante una tecnica di esposizione a radice divisa

Il floema è stato raccolto direttamente dalle piante per osservare la traslocazione di composti organici attraverso lunghe distanze, mentre è difficile acquisire floema da piantine vegetali. Un metodo semplice ed efficace, la tecnica della radice divisa, è stato introdotto per studiare la traslocazione dei PFAA nelle piante, durante un'esposizione relativamente a breve termine. Questo metodo può anche rivelare il trasporto a lunga distanza di diversi composti nelle piante.

La concentrazione data di PFAA bersaglio deve essere relativamente superiore alla loro concentrazione nell'ambiente reale, garantendo il monitoraggio dei PFAA bersaglio nel frumento in soluzione non appuntita. Inizia selezionando il Triticum aestivum di dimensioni simili, o semi di grano, e disinfettali per 15 minuti con una soluzione di perossido di idrogeno all'8%. Risciacquare accuratamente i semi disinfettati con acqua deionizzata.

Mettere i semi sulla carta da filtro umida al buio a temperatura ambiente per 5 giorni per la germinazione. Selezionare circa 9 piantine germinate, di dimensioni uniformi, e trasferirle in bicchieri di plastica con 250 millilitri di 1/4 di forza della soluzione di Hoagland. Prima del trattamento, coltivare le piantine in camere di crescita per 7 giorni con un ciclo di 14 ore a 22 gradi Celsius e 10 ore a 27 gradi Celsius.

Per la coltivazione della piantina, preparare 2 provette da centrifuga, A e B, ciascuna contenente 50 millilitri di 1/4 di forza della soluzione di Hoagland. Sciogliere l'acido perfluorottano commerciale, o PFOA, e l'acido perfluoroottansolfonico, o PFOS, in metanolo e diluirlo con la soluzione nutritiva sterile come soluzione madre, quindi aggiungere la soluzione madre al tubo B a 100 microgrammi per litro di PFOA e PFOS. Quindi, separare le radici intere di una piantina di grano in 2 parti uguali usando una pinzetta con le radici collegate allo stesso germoglio, quindi inserirle rispettivamente nei tubi A e B.

Sigillare i 2 tubi con un foglio di alluminio prima di coltivarli in un'incubatrice per 7 giorni con un ciclo di 14 ore a 22 gradi Celsius e 10 ore a 27 gradi Celsius. Dopo 7 giorni, raccogliere le piantine di grano e separarle in 3 parti usando le forbici, come germogli e radici coltivate nella soluzione a spillo di acidi perfluoroacilici, o PFAA, in soluzione senza spillo. Liofilizzare i campioni di piante in un liofilizzatore a meno 55 gradi Celsius per 48 ore.

Dopo 2 giorni, omogeneizzare. Pesare la radice e sparare campioni. Raccogliere i campioni di soluzione con e senza spiked.

In un tubo di polipropilene da 15 millilitri, aggiungere 2 millilitri di tampone carbonato di sodio, 1 millilitro di tetrabutilammonio idrogeno solfato, 5 millilitri di metil tert-butil etere e la radice omogeneizzata o germogliare. Al termine, agitare il tubo a 250 RPM per 20 minuti, prima di centrifugare a 2000 g per 10 minuti a temperatura ambiente per ottenere la fase organica surnatante . Dopo la seconda estrazione, raggruppare gli estratti di trattamento simili e vaporizzarli fino all'essiccazione in un flusso di azoto delicato, quindi ricostituirli con 5 millilitri di metanolo e vortice, mantenendo la stessa velocità per circa 30 secondi.

Condizionare la cartuccia PestiCarb con 5 millilitri di idrossido di ammonio allo 0,1% in metanolo, 5 millilitri di acqua e 5 millilitri di metanolo. Aggiungere 5 millilitri di soluzione di metanolo attraverso la cartuccia PestiCarb per rimuovere il pigmento. Eluire la cartuccia con 5 millilitri di metanolo e raccogliere nelle provette.

Far evaporare i 10 millilitri di soluzione di metanolo raccolti fino all'essiccazione e ricostituire con 200 microlitri di metanolo prima del vortice, quindi centrifugare il campione a 10.000 g per 20 minuti a temperatura ambiente. Condizionare la cartuccia di estrazione polimerica potenziata polarmente con 5 millilitri di metanolo e 5 millilitri di acqua per attivare. Aggiungere 1 millilitro della soluzione a spillo o 50 millilitri dei campioni di soluzione senza spillo attraverso la cartuccia.

Eludere i PFAA target con 10 millilitri di metanolo. Far evaporare l'estratto con un flusso di azoto delicato e quindi ricostituire l'estratto evaporato con 200 microlitri di metanolo per l'analisi. L'esperimento split-root ha studiato il trasporto a lunga distanza di PFAA nel grano.

È stato osservato che PFOA e PFOS sono stati assorbiti dalla radice di grano con una concentrazione di 11,94 nanogrammi per grammo e 30,67 nanogrammi per grammo di peso secco in soluzione a spillo rispettivamente, e sono stati trasferiti ai germogli con una concentrazione di 5,01 nanogrammi per grammo e 4,17 nanogrammi per grammo di peso secco. È stato riscontrato che PFOA e PFOS sono stati rilevati nelle radici di grano coltivate nella soluzione senza spig con una concentrazione di 0,26 nanogrammi per grammo e 0,64 nanogrammi per grammo di peso secco rispettivamente. Ha suggerito che PFOA e PFOS potrebbero sperimentare il trasporto a lunga distanza attraverso il floema dal germoglio alla radice.

È stato notato che PFOA e PFOS sono stati trovati anche nella soluzione nutritiva senza punte con una concentrazione di 17,8 nanogrammi per litro e 28,5 nanogrammi per litro rispettivamente, suggerendo che PFOA e PFOS potrebbero passare attraverso la striscia caspariana della radice. Devono essere prese precauzioni per garantire che la soluzione a spillo nel tubo B non contamini la soluzione senza spiga nel tubo A. La dimostrazione visiva di questo metodo può fornire una semplice operazione per rivelare il trasporto a lunga distanza di PFAA nel frumento.