植物生長調節劑檢測方法研究進展*

朱海榮， 劉 爽， 于燕萍， 徐吉遠， 張 娟

(山東省產品質量檢驗研究院 山東濟南 250100)

植物生長調節劑(PGR)是一類對植物生長發育具有重要調控作用，與植物激素具有相似生理和生物學效應的一類小分子化合物。植物生長調節劑具有作用面廣、針對性強、見效速度快、效益高等優點，目前廣泛應用于大田作物、果樹、蔬菜、花卉、林木等方面[1-5]，已成為21世紀農業提高產量及品質的重要手段之一。然而植物生長調節劑有一定的毒性，且每種植物生長調節劑都有特定的用途，使用時需嚴格按照標簽和說明書中的方法操作。若植物生長調節劑使用不當，不僅達不到提質增產的效果，反而會給生態環境及人畜健康帶來一定的安全隱患[6-8]。近年來的“有毒香蕉”“爆炸西瓜”“激素草莓”等事件，使植物生長調節劑應用的安全性成為民眾關注的熱點之一。本文闡述了常見植物生長調節劑的種類、檢測方法及其發展方向，旨在為我國盡快建立健全植物生長調節劑的高效檢測方法提供參考，為農產品質量安全保駕護航。

1 植物生長調節劑的類型

植物生長調節劑是農藥中的一種，根據來源分為人工合成和天然產生兩種；根據作用方式分為植物生長促進劑、植物生長抑制劑和植物生長延緩劑三類[9](見表1)。截至2021年9月，國內批準登記的植物生長調節劑產品共1 246個，53.6%的產品登記為赤霉酸、噻苯隆、乙烯利、多效唑或復硝酚鈉(鉀)等相關產品，其中赤霉酸189個，占登記產品總數的15.2%；噻苯隆129個，占登記產品總數的10.4%；乙烯利125個，占登記產品總數的10.0%；多效唑95個，占登記產品總數的7.6%；復硝酚鈉和復硝酚鉀71個，占登記產品總數的5.7%；甲哌鎓69個，占登記產品總數的5.5%。登記中僅含1種植物生長調節劑的產品占比78.5%，2種植物生長調節劑復配的產品占比20.8%，少量登記產品由3種植物生長調節劑復配組成。已登記產品制劑以水劑、原藥、可溶液劑和可濕性粉劑為主，其他劑型為懸浮劑、可溶粉劑、乳油、水分散粒劑等。

表1 植物生長調節劑分類

2 檢測方法研究進展

近年來，隨著檢測分離與分析技術的發展及植物生長調節劑的廣泛應用，研究者在植物生長調節劑的檢測技術方面做了大量的工作，并建立了許多檢測方法。目前，植物生長調節劑的測定方法大致分為以下4類：①通過測定作用于植株或離體器官產生的生理生化效應強度推算目標物含量的生物鑒定法；②以酶聯免疫吸附法為代表的免疫測定法；③以原子光譜法和分子光譜法為代表的光譜測定法；④以氣相色譜法(GC)、液相色譜法(LC)、氣相色譜-質譜聯用和液相色譜-質譜聯用技術為代表的色譜法。

2.1 生物鑒定法

生物鑒定法是利用植株對植物生長調節劑產生的特殊生理生化效應強度來推算植物生長調節劑濃度的方法，是早期植物生長調節劑測定的常用方法。武振亮等[10]利用浸漬法處理油菜種子，篩選出10種植物生長調節劑，選用標準檢測質量濃度為10 μg/mL，保證了高活性化合物的檢出和較低活性化合物不被漏篩；Han等[11]利用生物測定法進行試驗，在脫落酸結構中引入S官能團或新的碳鏈后，脫落酸的性能有較大的改變，對幼苗的抑制作用大幅降低，但光穩定性提高了至少3倍。生物鑒定法操作簡便，對儀器要求低，在測定時干擾物較多，常用于植物生長調節劑的篩選和鑒定[12]。

2.2 免疫測定法

免疫測定法以放射免疫法(RIA)和酶聯免疫法(ELISA)為代表，是以抗體作為分析試劑，基于抗原決定簇和抗體超變區結構互補性與親和性，對待測物進行定性或定量分析的檢測方法。張良等[13]利用實驗室制備的對烯效唑有特異性親和力的多克隆抗體，提出了烯效唑酶聯免疫吸附分析方法，樣品前處理無需凈化，測定效率高、成本低，采用該方法測定蘋果中的烯效唑，加標回收率為80%～90%。Liu等[14]利用多效唑抗原與牛血清白蛋白結合產生的多克隆抗體，開發了一種快速、超靈敏的多效唑熒光免疫分析法，將其用于環境水和土壤樣品中多效唑的檢測，選擇性高，加標回收率為80.2%～104.7%。免疫測定法適合對大批量樣品進行檢測，相比于生物鑒定法，靈敏度顯著提高，但抗體的制備較復雜，在檢測時結構相似的干擾化合物較多，且同時分析多組分難度極大。

2.3 光譜測定法

光譜測定法分為原子光譜法和分子光譜法，是通過能源產生能量、能量與被測物質相互作用及產生被檢測信號等3個過程進行分析的方法。米娟等[15]建立了固相萃取-流動注射化學發光法測定吲哚乙酸的含量，測定值的相對標準偏差為2.6%，方法的檢出限為2.8×10-9g/mL。徐文婷等[16]以同步-導數固體基質室溫磷光光譜技術克服了發射光譜多組分分析重疊嚴重的問題，有效分離了相互重疊的磷光峰，并對蔬菜樣品中α-萘乙酸和6-芐氨基嘌呤進行了定量可行性試驗。光譜法靈敏度具有一定優勢，但專一性較差，多用于植物生長調節劑的定性和結構鑒定研究，實際檢測過程中較少用于定量分析，與其他檢測技術相結合是光譜法檢測植物生長調節劑的趨勢。

2.4 色譜法

色譜法是利用不同目標物組分在固定相和流動相中的選擇性分配，使各組分在移動過程中于兩相間反復受到溶解、吸附、解吸或其他作用影響而得到分離的分析方法。近年來色譜技術的飛速發展使其在植物生長調節劑的檢測領域發揮了重要作用。

2.4.1 氣相色譜法

氣相色譜法以氣體為流動相，適用于檢測易氣化且熱穩定性好的目標物，具有分析速度快、靈敏度高、專一性強等優點，可用于多種植物生長調節劑的測定。氣相色譜儀可配多種檢測器，其中氫火焰離子化檢測器(FID)、熱導檢測器(TCD)和電子捕獲檢測器(ECD)等應用較廣泛。多效唑、烯效唑、胺鮮酯等植物生長調節劑在有火焰能源的條件下，高溫下容易產生化學電離，分析此類植物生長調節劑通常選用FID，FID具有結構簡單、穩定性好、靈敏度高、響應迅速等優點。Bhattacherjee等[17]建立了一種利用ECD測定土壤中多效唑含量的方法，該方法可檢測的最低質量濃度為1×10-4mg/kg。

氣相色譜法要求被分析物具有較低的極性和氣化溫度，因此部分植物生長調節劑需要經過衍生化處理生成易揮發的衍生物后才能進行氣相色譜分析，衍生化過程煩瑣，且不同植物生長調節劑需用不同的衍生方法，樣品前處理的工作量大，增大了檢測難度。

2.4.2 液相色譜法

液相色譜法以液體為流動相，室溫條件下即可實現有效分離，其在分析相對分子質量較大、沸點高、熱穩定性好的目標物時具有獨特優勢，且流動相的多樣性顯著提高了分離的選擇性。液相色譜儀通常配備的檢測器包括紫外檢測器、二極管陣列檢測器、熒光檢測器、示差折光檢測器和電化學檢測器等。由于絕大多數植物生長調節劑在紫外區都有特定的吸收波長，二極管陣列檢測器在同一時間可同時檢測透過樣品的所有波長紫外光，能同時測定提取液中的多種植物生長調節劑，因此二極管陣列檢測器在植物生長調節劑的液相色譜法檢測領域中應用性較廣。Li等[18]建立了一種基于柱前熒光標記的高效液相色譜法，該方法中吲哚乙酸、吲哚丁酸、赤霉酸等7種植物生長調節劑的檢出限為0.34～0.74 ng/mL。Hu等[19]建立了卷心菜和土壤中雙酰肼類植物生長調節劑的高效液相色譜法，該方法利用固相萃取柱凈化樣品，二極管陣列檢測器采集數據，樣品加標回收率為96.6%～107.0%，定量限為0.1 mg/kg。但液相色譜法分析同分異構體或結構接近的化合物時難度較大，為避免假陽性的檢測結果，必要時應對陽性樣品進一步確認。

2.4.3 色譜-質譜聯用法

液相色譜或氣相色譜與質譜的聯用技術可有效提高檢測靈敏度和準確度，是植物生長調節劑測定技術的發展新趨勢[20-26]。色譜-質譜聯用法的原理是利用色譜技術將待測組分與干擾基質進行分離，然后利用質譜技術將待測組分離子化，不同質荷比的離子因在電場或磁場中的運動軌跡不同而被分開，進而得到待測物的質譜圖和結構信息。色譜與質譜聯用是將色譜的強分離能力和質譜的高鑒別能力相結合，常采用多反應監測模式分析復雜基體中的植物生長調節劑，只采集特定母離子產生的子離子，具有檢測準確度高、檢出限低等優點，適于分離親水性強、熱不穩定的目標物，是目前分析微量植物生長調節劑的首選。色譜-質譜聯用法可以減少氣相檢測中的前處理衍生化過程，簡化樣品處理過程，節省樣品準備時間；另外，色譜-質譜聯用法可以實現短時間內對多種植物生長調節劑的同時檢測，縮短了分析時間，提高了檢測效率。

2006年Royer等[27]建立了一種測定飲用水及地表水中乙烯利殘留量的氣相色譜-質譜聯用法，樣品經固相萃取柱凈化后進行了烷基化反應，方法的定量限為0.1 μg/L，檢出限為0.03 μg/L。Lu等[28]首次將花粉作為固相萃取吸附劑，有效提取了水果和蔬菜中的16種植物生長調節劑，利用超高效液相色譜-質譜聯用法對待測物進行了準確定量，樣品的加標回收率為80%～120%，測定值的相對標準偏差小于15%。Qin等[29]成功開發出了一種同時測定豆芽中5種植物生長調節劑(吲哚-3-乙酸、萘乙酸、吲哚丁酸、2,4-二氯苯氧乙酸、4-氯苯氧乙酸)的氣相色譜-質譜聯用法，利用甲醇-三氟化硼體系作為衍生化試劑，在70 ℃條件下衍生反應30 min，5種待測物在19 min內實現了完全分離。

目前基質效應在色譜-質譜聯用法中的影響已逐漸引起人們的重視。基質效應是指樣品中的共提取物(內源性雜質)或前處理過程中引入的一些雜質，對檢測過程有顯著的干擾。建立基質匹配標準曲線是目前解決基質效應的主要方法，選擇某種空白基質樣品，按照樣品前處理過程處理后獲得提取液，然后用提取液配制基質匹配標準溶液。

3 結語

在植物生長調節劑的檢測方法中，色譜法是重要的檢測手段；對于痕量植物生長調節劑的檢測，液相色譜-質譜聯用法、氣相色譜-質譜聯用法仍是重要發展方向；大多數常用植物生長調節劑均可采用液相色譜-質譜聯用法測定，且液相色譜-質譜聯用法具有較高的靈敏度、選擇性和極高的檢測效率。

目前，國內植物生長調節劑檢測技術正處于發展階段，隨著色譜技術、光譜技術、質譜技術的快速更新，多種分析技術聯用將成為檢測植物生長調節劑的重要發展方向；可集合不同技術的優點，縮短檢測時間，提高檢測靈敏度；在質譜分析方面，可結合不同質量分析器的優勢，將不同的質量分析器聯用以達到更好的檢測效果，建立高靈敏、高精確、多組分的高效檢測技術，為科學指導植物生長調節劑的使用和相關法規的制定提供技術依據。