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在花卉从业者常患过敏性接触性皮炎背景下,研究人员开展 “Rapid detection of Tulipalin A with SESIOrbitrap MS: an exploration across spring flowers” 研究。利用 SESI-Orbitrap MS 技术,发现 17 种春花中有 10 种受伤会释放郁金香素 A,这有助于识别致敏植物,保障从业者安全。
在繁花似锦的园艺世界里,花艺师和园丁们却面临着一些看不见的健康威胁。过敏性接触性皮炎和慢性光化性皮炎频繁出现在他们身上,而罪魁祸首之一就是植物中的潜在过敏原。郁金香素 A(Tulipalin A)作为一种 α - 亚甲基 - γ - 丁内酯,是郁金香属植物合成的常见过敏原 ,但它在整个植物界的自然存在情况却一直未被深入探索。传统检测郁金香素 A 的方法,如高效液相色谱(HPLC)和气相色谱(GC)测量,虽然能在郁金香器官受伤后进行定量分析,但存在样品制备繁琐、通量受限且无法实时监测等问题 。在这样的背景下,来自德国亚琛工业大学(RWTH Aachen University)的研究人员展开了一项重要研究,其成果发表在《Plant Methods》上。
该研究旨在建立一种快速检测和追踪郁金香素 A 合成及分布的方法,以更好地了解植物过敏原的情况,保障花艺师和园丁的工作环境安全。
研究人员运用了二次电喷雾电离耦合轨道阱质谱(SESI-Orbitrap MS)技术。该技术能对(半)挥发性有机化合物(VOCs)进行实时监测,在医学领域已用于呼吸气体分析,在食品科学和微生物发酵等领域也有应用 。研究中,通过准备标准品和多种春花样品,在不同处理条件下利用该技术进行分析,随后对数据进行处理和分析。
研究结果如下:
- 追踪郁金香中郁金香素 A 的生成:利用 SESI-Orbitrap MS 在郁金香花受伤时成功检测到郁金香素 A 信号,其前体离子 [M - H]+质荷比为 99.0442。对比传统研磨和用大蒜压榨器处理样品的方式,发现后者能产生更高更稳定的信号,所以后续实验采用大蒜压榨器处理样品。研究还发现郁金香不同器官中,花的郁金香素 A 浓度最高,且组织受伤后郁金香素 A 几乎立即生成。此外,温度对郁金香素 A 生成影响显著,煮沸的郁金香花在未碾碎时就能检测到该物质释放,而冷冻的郁金香花碾碎后几乎无信号。
- 春花中郁金香素 A 的释放情况:研究人员对多种春花进行分析,在 17 种春花中,有 10 种在碾碎后释放的郁金香素 A 信号显著高于背景值。其中,郁金香(Tulipa)和秘鲁百合(Alstroemeria)释放的郁金香素 A 水平最高,这突出了百合目(Liliales order)植物这种防御机制的特异性。有意思的是,像玫瑰(Rosa)、非洲菊(Gerbera)等可食用花卉,以及毛茛(Ranunculus)等有毒植物受伤后也会释放大量郁金香素 A,说明花卉的可食用性与合成郁金香素 A 的能力并无关联 。
在讨论部分,研究人员指出 SESI-Orbitrap MS 方法能实时监测郁金香素 A 的释放和积累,为研究郁金香生物化学动态提供了有力工具。不过,使用该方法时要注意避免信号残留,还要考虑离子抑制和离子竞争等问题。研究还发现,用大蒜压榨器处理样品在释放挥发性有机化合物方面比传统研磨更高效,且郁金香素 A 在植物器官中的分布以花为主,这与之前的研究结果相符。另外,研究通过对郁金香花施加不同温度压力,进一步了解了温度对郁金香素 A 释放的影响,为后续研究提供了方向。
总的来说,这项研究意义重大。它利用 SESI-Orbitrap MS 技术,实现了对郁金香素 A 在植物器官和不同物种间释放的检测与追踪,明确了多种春花释放郁金香素 A 的情况,其中百合目植物释放量较高。该研究不仅增进了人们对植物过敏原的认识,而且其方法还可用于研究其他植物挥发性代谢物,为预防和管理植物源性过敏提供了重要依据,有助于打造更安全的工作环境,保护花艺师和园丁的健康。