你一定經(jīng)常聽到VOCs這個字眼,那你真的了解嗎?
VOCs是由各種人類活動和生物代謝排放到大氣中的揮發(fā)性有機化合物的總稱,能在氧化氮的催化下參與大氣光化學反應,產(chǎn)生臭氧。VOCs分為人為源AVOCs和生物源BVOCs。
BVOCs(Biogenic Volatile Organic Cpmpounds)主要來自于植物,科學家研究表明,植物排放的VOCs量約是人為排放的VOCs量十倍之多。
大氣中的BVOCs絕大多數(shù)都是通過植物生理過程產(chǎn)生并排放到大氣中,包括異戊二烯、萜類、烷烴類、烯烴類、醇類、酯類、碳酰類和酸類等VOCs。
表1:生物源揮發(fā)性有機物BVOCs的種類 [1]
分析植物釋放的揮發(fā)性有機物,對于深入了解VOCs對大氣污染和全球氣候變化影響以外,植物釋放VOCs對于植物保護在農(nóng)業(yè)中的應用仍然需要關注。
植物釋放VOCs往往是一種防衛(wèi)機制,通過釋放VOCs吸引草食動物的天敵,在體外抑制植物病原體的生長或通過誘導合成能破壞病原菌的防御蛋白和代謝物的植物抗毒素物質(zhì),從而影響植物防御系統(tǒng);甚至一些揮發(fā)性很強的VOCs能吸引動物或昆蟲幫助授粉。
那么,BVOC為什么這么難分析?
1
由于植物揮發(fā)性有機物具有含量極低、高揮發(fā)的特性,導致在萃取富集時十分困難,往往需要采集2-3L的大量樣品體積,或者更長的吸附時間才能達到儀器的檢出限;
2
分析植物VOC需要活體采樣,不能采摘和加熱! 采摘前和采摘后的VOC成分會發(fā)生變化,所以不能對植株進行樣品采摘或樣品前處理,可以直接在活體植物原位采樣或者是直接野外采樣;
3
天然植物的香氣成分復雜,推薦使用寬范圍的吸附劑或者涂層用于萃取分析,盡可能得到更全的化合物圖譜。
所以建立高靈敏、高效的分析方法是對植物VOCs定性定量分析的關鍵。
那么問題來了,如何高效率分析植物VOCs成分?
分析活體植物VOCs
全新的萃取分析技術
今天英諾德INNOTEG給大家提出一種能分析活體植物VOCs全新的萃取分析技術——Needle Trap動態(tài)針捕集技術,僅需100-300ml的體積即可達到常用儀器GC-MS的檢出限。
Needle Trap動態(tài)針捕集技術
Needle Trap(簡稱NT)技術是一種主動動態(tài)提取方式,其原理是把吸附劑填充在針尖內(nèi),通過Sampling Case氣體采樣器把氣態(tài)樣品富集到針內(nèi)吸附劑,可通過增加吸附劑的量以及復合不同種類的吸附劑在增加吸附能力,適合于更寬范圍的揮發(fā)性有機物分析。
圖1:NeedleTrap動態(tài)捕集針
圖2:活體植物采樣模擬方案
技術亮點:
● 主動動態(tài)提取方式,適用于pptv-ppbv級別的化合物分析,其靈敏度高;
● 即使分析濃度極低的植物VOC,僅僅需要100-300mL的樣品;
● 僅需30s解析時間,快速氣相熱解析,無需借助其他熱解吸設備;
● WR填料復合了Tenax TA,Carboxen1016,Carboxen1000三種吸附性能的吸附劑,能吸附更寬范圍的化合物;
● 可用于現(xiàn)場采樣,設定采樣體積和采樣速率即可自動采樣;
● 鋰電池充電設計,方便活體植物的原位采樣。
為深入了解活體植物頂空中存在的化合物類型及其降解產(chǎn)物,我們采用了英諾德INNOTEG旗下的SPME纖維和不同的Needle Trap針頭對鈴蘭揮發(fā)性有機物進行分析,以捕捉任何可能從植物中釋放出來揮發(fā)性化合物。
實驗
1. 活植物直接采樣:使用不同填料的Needle trap針頭從活植物和采摘的植物中采樣300ml,對于SPME纖維,采樣20min;
2. 將已采摘的鈴蘭帶到實驗室,從采樣日起24小時后監(jiān)測降解產(chǎn)物。使用安捷倫氣相色譜儀(GC)與LECO質(zhì)譜儀進行樣品分析。
結果
表3:不同技術對活體植物及降解產(chǎn)物的分析結果
總結
結果表明,英諾德INNOTEG NeedleTrap(NT)動態(tài)針捕集技術,為氣態(tài)基質(zhì)中的痕量分析提供了一種全新的、強有力的樣品制備方式??梢杂糜诨铙w的原位采樣,采樣后便于保存和運輸。
英諾德INNOTEG Sampling Case氣體采樣器采樣流速1-50ml/min可調(diào),采樣量為0.1-10L。滿足在香精香料,煙草,中草藥研究,植物保護,環(huán)境污染等行業(yè)中的大多數(shù)揮發(fā)性化合物的應用需求。
參考文獻:
[1] 王永峰, 李慶軍,陸地生態(tài)系統(tǒng)植物揮發(fā)性有機化合物的排放及其生態(tài)學功能研究進展, 植物生態(tài)學報, 2005, 29 ( 3):487~ 496;
[2] Federico Brilli1*, Francesco Loreto2 and Ivan Baccelli1*.Exploiting Plant Volatile Organic Compounds (VOCs) in Agriculture to Improve Sustainable Defense Strategies and Productivity of Crops.doi: 10.3389/fpls.2019.00264
英諾德INNOTEG是德祥集團旗下自主研發(fā)品牌,專業(yè)從事科學儀器設備研發(fā)生產(chǎn)的高科技企業(yè),是集實驗室設備研發(fā)生產(chǎn)、方法開發(fā)、實驗室儀器銷售和技術服務為一體的專業(yè)廠家。
多年以來,英諾德INNOTEG致力于研發(fā)高效的實驗室創(chuàng)新設備。公司十分重視技術的研究和儲備,一直保持高比例研發(fā)投入,創(chuàng)建了一支由博士、碩士和行業(yè)專家等構成的經(jīng)驗豐富,技術熟練的研發(fā)團隊,在儀器分析技術領域開展了頗有成效的研究開發(fā)工作。此外,英諾德還與各大科研院所、高校合作,積極推進科技成果項目的產(chǎn)業(yè)化。英諾德INNOTEG憑借強大的研發(fā)能力,注重前瞻性技術研發(fā),已推出多款科學儀器設備及實驗室耗材產(chǎn)品。
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