स्प्लिट-रूट एक्सपोजर तकनीक के माध्यम से गेहूं में परफ्लोरोअल्काइल एसिड के लंबी दूरी के परिवहन की जांच
Summary
वर्तमान प्रोटोकॉल गेहूं में परफ्लोरोएल्किल एसिड के लंबी दूरी के परिवहन के लिए एक सरल और कुशल विधि का वर्णन करता है।
Abstract
बड़ी मात्रा में परफ्लोरोएल्किल एसिड (पीएफएए) को मिट्टी में पेश किया गया है और पौधों द्वारा जमा किया गया है, जो मानव स्वास्थ्य के लिए संभावित जोखिम पैदा करता है। पौधों के भीतर पीएफएए के संचय और स्थानांतरण की जांच करना अनिवार्य है। लंबी दूरी का परिवहन पीएफएए के लिए एक महत्वपूर्ण मार्ग है जो पौधे की पत्तियों से फ्लोएम के माध्यम से खाद्य ऊतकों में स्थानांतरित होता है। हालांकि, पहले अल्पकालिक जोखिम अवधि में कार्बनिक संदूषण की स्थानांतरण क्षमता का आकलन करना मुश्किल था। स्प्लिट-रूट प्रयोग एक हाइड्रोपोनिक प्रयोग का उपयोग करके पीएफएए के लंबी दूरी के स्थानांतरण को प्रभावी ढंग से उजागर करने का समाधान प्रदान करता है, जो इस अध्ययन में, दो 50 एमएल सेंट्रीफ्यूज ट्यूबों (ए और बी) में किया गया था, जिनमें से सेंट्रीफ्यूज ट्यूब ए में एक-चौथाई ताकत होगलैंड बाँझ पोषक तत्व समाधान का 50 एमएल था, जबकि सेंट्रीफ्यूज ट्यूब बी में पोषक तत्व एकाग्रता की समान मात्रा थी। और लक्ष्य पीएफएए (परफ्लोरोक्टेन सल्फोनिक एसिड, पीएफओएस, और परफ्लोरोक्टेन एसिड, पीएफओए) को एक निश्चित एकाग्रता पर जोड़ा जाता है। एक पूरे गेहूं की जड़ को मैन्युअल रूप से दो भागों में विभाजित किया गया था और ट्यूब ए और बी में सावधानीपूर्वक डाला गया था। जड़ों में पीएफएए की एकाग्रता, गेहूं के अंकुर, और ट्यूब ए और बी में समाधान क्रमशः एलसी-एमएस / एमएस का उपयोग करके मूल्यांकन किया गया था, 7 दिनों के लिए इनक्यूबेटर में सुसंस्कृत करने और कटाई के बाद। परिणामों ने सुझाव दिया कि पीएफओए और पीएफओएस शूट से जड़ तक फ्लोएम के माध्यम से एक समान लंबी दूरी की परिवहन प्रक्रिया का अनुभव करते हैं और इसे परिवेश के वातावरण में जारी किया जा सकता है। इस प्रकार, विभिन्न रसायनों के लंबी दूरी के परिवहन का मूल्यांकन करने के लिए विभाजित-जड़ तकनीक का उपयोग किया जा सकता है।
Introduction
परफ्लोरोएल्काइल एसिड (पीएफएए) का व्यापक रूप से विभिन्न वाणिज्यिक और औद्योगिक उत्पादों में उनके उत्कृष्ट भौतिक रासायनिक गुणों के कारण उपयोग किया जाता है, जिसमें सतह गतिविधि और थर्मल और रासायनिक स्थिरता 1,2,3 शामिल हैं। परफ्लोरोऑक्टेन सल्फोनिक एसिड (पीएफओएस) और परफ्लोरोऑक्टेन एसिड (पीएफओए) दुनिया भर मेंउपयोग किए जाने वाले दो सबसे महत्वपूर्ण पीएफएए हैं, हालांकि इन यौगिकों को क्रमशः 2009 और 2019 7,8 में अंतर्राष्ट्रीय स्टॉकहोम कन्वेंशन में सूचीबद्ध किया गया था। उनकी दृढ़ता और व्यापक उपयोग के कारण, पीएफओएस और पीएफओए को विभिन्न पर्यावरणीय मैट्रिक्स में व्यापक रूप से पाया गया है। विभिन्न विश्वव्यापी नदियों और झीलों से सतह के पानी में पीएफओए और पीएफओएस की सांद्रताक्रमशः 0.15-52.8 एनजी / एल और 0.09-29.7 एनजी / एल है। सिंचाई के लिए भूजल या पुनः प्राप्त पानी के उपयोग और उर्वरक के रूप में बायोसॉलिड्स का उपयोग करने के कारण, पीएफओए और पीएफओएस मिट्टी में व्यापक रूप से मौजूद हैं, क्रमशः 0.01-123 μg / kg और 0.003-162 μg / kg के बीच,जो पौधों में बड़ी मात्रा में पीएफएए पेश कर सकते हैं और मानव स्वास्थ्य के लिए संभावित जोखिम पैदा कर सकते हैं। कृषि मिट्टी और अनाज (गेहूं और मक्का) में पीएफएए (सी 4-सी 8) सांद्रता एक सकारात्मक रैखिक सहसंबंध दिखातीहै। इसलिए, पौधों के भीतर पीएफएए के संचय और स्थानांतरण की जांच करना अनिवार्य है।
पौधों में पीएफएए का स्थानांतरण सबसे पहले जड़ों से ऊपर के ऊतकों तक होता है, और जड़ों से खाद्य ऊतकों तक पीएफएए के स्थानांतरण को लंबी दूरी के परिवहन12,13 के रूप में माना जाता है। पिछले अध्ययनों ने सब्जियों और फलों में बिस्फेनॉल ए, नोनिलफेनॉल और प्राकृतिक एस्ट्रोजेनका पता लगाया है, जिसका अर्थ है कि ये रसायन फ्लोएम के माध्यम से पलायन कर सकते हैं। इसलिए, पौधों में पीएफएए के स्थानांतरण को उजागर करना उनके संभावित जोखिम का आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि, पीएफएए का संचय और स्थानांतरण मिट्टी में उनकी जैव उपलब्धता से प्रभावित होता है, इसलिए पौधों में लक्ष्य पीएफएए की स्थानांतरण क्षमता का मूल्यांकन करना आसान नहीं है। इसके अतिरिक्त, हाइड्रोपोनिक प्रयोग आम तौर पर कई कारकों द्वारा सीमित होते हैं, जिससे पौधों के खाद्य ऊतकों को प्राप्त करना अधिक कठिन हो जाता है। आमतौर पर, पौधों में लंबी दूरी के माध्यम से कार्बनिक यौगिकों के स्थानांतरण का निरीक्षण करने के लिए फ्लोएम को सीधे पौधों से एकत्र किया जाता था, जबकि पौधे के रोपाई15 से फ्लोएम प्राप्त करना मुश्किल होता है। इसलिए, अपेक्षाकृत अल्पकालिक जोखिम के दौरान पौधों में पीएफएए के स्थानांतरण का अध्ययन करने के लिए एक सरल और प्रभावी विधि, स्प्लिट-रूट तकनीक पेश की गई थी। विभाजित-जड़ जांच के लिए, एक पौधे के अंकुर में जड़ें दो भागों में विभाजित होती हैं; एक भाग को लक्ष्य पीएफएए (ट्यूब ए) युक्त पोषक तत्व समाधान में रखा जाता है, और दूसरे को पीएफएए (ट्यूब बी) की अनुपस्थिति में पोषक तत्व समाधान में रखा जाता है। कई दिनों तक एक्सपोजर के बाद, ट्यूब बी में पीएफएए को एलसी-एमएस / एमएस द्वारा मापा जाता है। ट्यूब बी में पीएफएए की एकाग्रता पौधों16,17,18 के भीतर फ्लोएम के माध्यम से पीएफएए की स्थानांतरण क्षमता का खुलासा करती है।
पौधों में कई यौगिकों के लंबी दूरी के स्थानांतरण का अध्ययन करने के लिए स्प्लिट-रूट प्रयोग की सूचना दी गई है, जैसे कि क्यूओ नैनोकणों17, स्टेरॉयड एस्ट्रोजेन18, और ऑर्गनोफॉस्फेट एस्टर16। इन अध्ययनों ने सबूत प्रदान किए कि ये यौगिक फ्लोएम के माध्यम से पौधों के खाद्य भागों में स्थानांतरित हो सकते हैं। हालांकि, क्या पीएफएए पौधों में स्थानांतरण और यौगिक गुणों के प्रभाव में सहायता कर सकता है, इसका और पता लगाने की आवश्यकता है। इन रिपोर्टों के आधार पर, गेहूं में पीएफएए के लंबी दूरी के परिवहन का खुलासा करने के लिए वर्तमान अध्ययन में स्प्लिट-रूट प्रयोग किया गया था।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस विधि की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, यह सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक ऑपरेशन किया जाना चाहिए कि ट्यूब बी में स्पाइक्ड समाधान ट्यूब ए में अनस्पाइक्ड समाधान को दूषित न करे। वर्तमान अध्ययन में …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम चीन के प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (एनएसएफसी 21737003), चीनी विश्वविद्यालय वैज्ञानिक निधि (नंबर 2452021103), और चीनी पोस्टडॉक्टरल साइंस फाउंडेशन (नंबर 2021 एम 692651, 2021 एम 702680) से वित्तीय सहायता को कृतज्ञतापूर्वक स्वीकार करते हैं।
Materials
| ACQUITY UPLC BEH C18 column | Waters, Milford, MA | Liquid chromatographic column | |
| Cleanert PEP cartridge | Bonna- Angel Technologies, China | Solid phase extraction column | |
| Clearnert Pesticarb cartridge | Bonna- Angel Technologies, China | Solid phase extraction column | |
| LC-MS/MS(Waters Acquity UPLC i-Class Coupled to Xevo TQ-S) | Waters, Milford, MA | Liquid chromatography and mass spectrometry | |
| Lyophilizer | Boyikang Instrument Ltd., Beijing, China | FD-1A50 | Freeze-dried sample |
| Masslynx | Waters, Milford, MA | data analysis software | |
| Methyl tert-butyl ether | Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, US) | use for extracting target compounds from plant tissues | |
| MPFAC-MXA | Wellington Laboratories (Ontario, Canada) | PFACMXA0518 | the internal standards |
| PFAC-MXB | Wellington Laboratories (Ontario, Canada) | PFACMXB0219 | mixture of PFAA calibration standards |
| PFOA | Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, US) | 335-67-1 | a represent PFAAs |
| PFOS | Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, US) | 2795-39-3 | a represent PFAAs |
| Sodium carbonate buffer | Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, US) | use for extracting target compounds from plant tissues | |
| Tetrabutylammonium hydrogen sulfate | Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, US) | use for extracting target compounds from plant tissues | |
| Wheat seeds | Chinese Academy of Agricultural Sciences (Beijing,China) | Triticum aestivum L. |
Referências
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