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信息素檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-03-14 14:29:41 更新時(shí)間：2025-03-13 14:31:30

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

信息素（Pheromone）是生物體釋放的化學(xué)信號(hào)分子，用于同種個(gè)體間傳遞信息（如吸引配偶、報(bào)警、聚集等）。其檢測(cè)在農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)防控、生態(tài)研究、生物行為學(xué)等領(lǐng)域具有重要價(jià)值。信息素檢測(cè)需結(jié)合化學(xué)分析、生物學(xué)驗(yàn)證及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，確保精準(zhǔn)識(shí)別與定量。本文系統(tǒng)解析信息素檢測(cè)的核心技術(shù)、流程及行業(yè)實(shí)踐。

一、信息素檢測(cè)的核心目標(biāo)與場(chǎng)景

1. 主要應(yīng)用領(lǐng)域

農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)防控：檢測(cè)昆蟲(chóng)性信息素（如棉鈴蟲(chóng)性誘劑）以指導(dǎo)誘捕器布設(shè)與蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)。
生態(tài)行為研究：解析動(dòng)物（如哺乳類、魚(yú)類）信息素的社會(huì)行為調(diào)控機(jī)制。
生物技術(shù)開(kāi)發(fā)：合成信息素類似物用于仿生驅(qū)避或引誘劑（如蚊蟲(chóng)驅(qū)避劑）。

2. 檢測(cè)對(duì)象類型

性信息素（Sex pheromones）：雌蛾釋放的醇類/酯類化合物（如（Z）-11-十六碳烯醛）。
聚集信息素（Aggregation pheromones）：甲蟲(chóng)釋放的萜烯類物質(zhì)（如小蠹烯）。
報(bào)警信息素（Alarm pheromones）：蚜蟲(chóng)釋放的（E）-β-法尼烯。

二、核心檢測(cè)方法與技術(shù)

1. 化學(xué)分析法

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）
- 步驟：
  1. 樣本采集：活體腺體提?。ㄈ缋ハx(chóng)腹部）或空氣吸附（Tenax管/SPME纖維）。
  2. 前處理：溶劑洗脫（正己烷/二氯甲烷）+ 濃縮（氮吹儀）。
  3. 分離檢測(cè)：DB-5MS色譜柱，EI離子源，全掃描模式（m/z 50-500）。
- 優(yōu)勢(shì)：高靈敏度（pg級(jí)）、可鑒定未知化合物。
液相色譜-質(zhì)譜（LC-MS）
- 適用場(chǎng)景：非揮發(fā)性信息素（如哺乳動(dòng)物尿液中的肽類信息素）。

2. 生物學(xué)驗(yàn)證法

觸角電位（EAG）
- 原理：離體昆蟲(chóng)觸角對(duì)信息素的電生理響應(yīng)，測(cè)定閾值濃度（如棉鈴蟲(chóng)觸角對(duì)Z9-14:Ac的響應(yīng)）。
- 設(shè)備：EAG放大器+顯微操作臺(tái)。
行為學(xué)試驗(yàn)
- 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)：觀察雄蛾對(duì)合成信息素的飛行軌跡（趨性比率≥70%為有效）。
- 誘捕效率：田間誘捕器計(jì)數(shù)（誘捕量/公頃/周）。

3. 現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)

便攜式GC-MS：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中信息素濃度（如森林中松樹(shù)信息素?cái)U(kuò)散）。
電子鼻（E-Nose）：基于傳感器陣列識(shí)別特定信息素指紋（如蜜蜂報(bào)警信息素）。

三、檢測(cè)流程與關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

1. 樣本采集與保存

活體提取：CO?麻醉昆蟲(chóng)，解剖性腺（-80℃保存，避免降解）。
空氣采樣：吸附管（Tenax TA）連接泵（流量100 mL/min×2h），-20℃避光運(yùn)輸。

2. 前處理優(yōu)化

溶劑選擇：非極性溶劑（正己烷）提取脂溶性信息素，甲醇/水提取水溶性成分。
純化步驟：固相萃?。⊿PE，如硅膠柱）去除雜質(zhì)。

3. 數(shù)據(jù)分析

譜庫(kù)比對(duì)：NIST/Wiley質(zhì)譜庫(kù)匹配已知信息素。
定量分析：內(nèi)標(biāo)法（如癸酸甲酯）校準(zhǔn)濃度。

四、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范

標(biāo)準(zhǔn)名稱	檢測(cè)對(duì)象	核心要求
ISO 17516:2014	昆蟲(chóng)性信息素純度	主成分含量≥95%，雜質(zhì)≤3%
EPA 810.3300	信息素誘捕器田間效果	誘捕量比對(duì)照區(qū)減少≥70%
GB/T 31755-2015	植物源信息素提取物	活性成分標(biāo)示誤差≤±5%

五、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

問(wèn)題	原因分析	解決措施
信號(hào)峰干擾	環(huán)境污染物或溶劑殘留	增加純化步驟（如GPC凈化）
生物活性低	信息素異構(gòu)體比例錯(cuò)誤	優(yōu)化合成路徑（如手性催化劑）
田間誘捕失效	信息素緩釋速率不匹配	調(diào)整載體材料（如橡膠塞緩釋）
設(shè)備靈敏度不足	低濃度信息素未被檢測(cè)	預(yù)濃縮技術(shù)（如TD-GC/MS）

六、行業(yè)趨勢(shì)與技術(shù)創(chuàng)新

微量化檢測(cè)：全自動(dòng)固相微萃?。⊿PME Arrow）提升痕量信息素捕獲效率。
人工智能輔助：機(jī)器學(xué)習(xí)解析質(zhì)譜數(shù)據(jù)，自動(dòng)識(shí)別新信息素結(jié)構(gòu)。
仿生合成技術(shù)：酶催化法合成高純度信息素（如脂肪氧合酶合成萜烯）。
物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)：智能誘捕器實(shí)時(shí)上傳蟲(chóng)情數(shù)據(jù)，聯(lián)動(dòng)精準(zhǔn)施藥系統(tǒng)。

結(jié)語(yǔ) 信息素檢測(cè)是連接基礎(chǔ)研究與實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵橋梁。通過(guò)高精度化學(xué)分析結(jié)合生物學(xué)驗(yàn)證，可精準(zhǔn)解析信息素成分及其生態(tài)功能，為綠色農(nóng)業(yè)與生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)支撐。未來(lái)，隨著微量化檢測(cè)與智能化技術(shù)的突破，信息素檢測(cè)將向更高效、更靈敏的方向發(fā)展，推動(dòng)生物防控技術(shù)的全面升級(jí)。