0.15%植物源芸苔素内酯乳油团体标准制定编制说明

0.15%植物源芸苔素内酯乳油

团体标准制定编制说明

1制定本标准的目的和意义

芸苔素内酯,俗称油菜素内酯，首先由美国科学家格罗夫等于1979年阐明分子结构，有非常高效的

促进植物生长作用。后来世界各国对芸苔素内酯的研究投入了大量的人力和财力，尤其是我国最近20

多年来在芸苔素内酯的使用推广上走在了世界的前列，取得了很大的经济效益和社会、环境效益。芸苔

素内酯是迄今已知的效应最强的植物生长调节剂，其有效浓度极低，只有生长素的千分之一到万分之一，

而且植物界广泛分布、生物活性涉及各种植物、作用多重影响植物生长的各个阶段，参与植物的健康维

护和生长活力、生长速度、营养合成、对生物和环境胁迫的抵抗力。

鉴于其巨大的应用前景、社会和经济效益，更多的芸苔素类似物被发现和阐明，分子结构和活

性的关系也被不断的深入剖析。迄今已发现植物源和人工合成超过100种的芸苔素类固醇

（Brassinosteroids），基本结构接近或类似芸苔素内酯，但生物效应差的很远。芸苔素内酯作为

植物生长激素，其效应是通过结合植物细胞表面的受体，并引发细胞内信号传递，激活基因，促进

蛋白质合成实现的。各种异构体或类似物作为配体，并不能像天然的芸苔素内酯，有效、充分激活

芸苔素内酯的受体和信号传导体系，其生物活性的强度和广度必定受到限制。网络上的宣传常常缺

乏文献依据，对植物类固醇和芸苔素内酯的结构，活性和作用机理的宣传存在模糊和混乱，造成广

大使用者，甚至制剂加工企业对这类化合物的认识有错误，概念不清。

化学合成芸苔素内酯并用于农业生产的历史从1980年开始就已经展开。但是化学合成的各种

芸苔素内酯，都是天然芸苔素内酯的同分异构体或者同系物，结构相差大的类似物，生物活性很低

或丧失。24-表芸苔素内酯（同分异构体），只有24-位碳的手性结构不同于天然芸苔素内酯，其余

结构和元素的种类、原子数量完全相同，生物活性只有天然芸苔素内酯的1/10。28-高芸苔素内酯

（同系物），在24-位碳连接的取代基是乙基，有别于天然芸苔素内酯的甲基，生物活性只有天然

芸苔素内酯的1%-10%。

义乌市皇嘉生化有限公司的黄志桂教授，在1992年就成功从植物源材料提取天然芸苔素。该

项技术在1994年联合国开发计划署和中国科技部、中国外经贸部于杭州联合召开的中国星火计划

国际研讨会上，得到了国内外与会科学家的高度肯定，荣获金奖。中国工程院冯小明院士根据质谱、

红外光谱、核磁共振谱，确认黄教授提取的化合物的分子结构，与格罗夫等（1979）发现的芸苔素

内酯的分子结构完全相同，是同一化合物。中科院成都有机化学研究所准确测定了其有效成分—天

然芸苔素内酯的含量。1996年10月14日，《新华社每日电讯》，1996年10月17日《人民日报》

（海外版）向世界宣布：我国科学家提取珍贵天然芸苔素获成功！1996年11月，浙江省科委组织

了天然芸苔素鉴定会，在中科院院士、分析化学权威陈耀祖教授和浙江省农业厅植保总站站长章华

强研究员领导下，由中科院院士沈之荃教授，中科院成都有机化学研究所黄天宝研究员以及浙江农

业大学、杭州大学、浙江农科院等单位的专家组成的鉴定委员会作了高度的评价，一致肯定技术领

先。1996年皇嘉天然芸苔素获得农业部农药登记证。1998年3月列入《国家级火炬计划项目》。

1998年12月被中国科技部纳入《国家级科技成果重点推广计划项目》。

天然芸苔素内酯在植物中的含量极低，获得高纯度原药很难，代价极其昂贵。义乌市皇嘉生化

有限公司生产的芸苔素内酯原油，来源于植物，浓度在0.5-1.50%左右，做成0.15%的乳油制剂，

最终使用浓度需要做3000-10000倍左右的稀释。

1

2研究历史、名称、术语

美国农业部的研究人员，1930和1940年代，就注意到花粉提取物有促进植物生长的物质。1951年

米歇尔用菜豆第一豆节生物活性测定，发现未成熟的菜豆提取物能促进生长，后来日本学者证明是有赤

霉素的作用(Mitchell1951)。日本的学者丸茂晋吾1968年首次从蚊母树叶中提取得到蚊母因子A1,

A2,和B,在黄花水稻叶弯曲试验中显示比吲哚乙酸高很多的活性。但是因为得到的量太少，没能阐明

化学结构。米歇尔继续致力于从花粉和未成熟的种子里提取和寻找植物生长因子，因为花粉和种子生长

快速，推断一定是有生长因子在起作用。1970年(MitchellJW1970)从近60种花粉萃取得到的提取

物，半数有生物活性。由硅胶薄层层析分离得到的有效成分，同羊毛脂（Lanolin）作为载体混合后，

涂抹于菜豆的第二节处，能促进豆苗生长延长，肿胀和弯曲，分裂（Bean2ndinternodebioassay）。

这种新的植物促生长物质，油菜花中含量最高，取名油菜素或芸苔素（Brassins）。赤霉素，生长素和

细胞分裂素也能引起豆苗第二节延长，但作用浓度要高的多，而且组织学检查发现芸苔素引起的延长同

时伴有细胞的分裂。当时推断有效成分，可能是脂肪酸或甘油酯，但是纯化的酯或合成的酯都没有类似

芸苔素的活性，因而推断可能是另外一种浓度很低的新的物质。

1974年美国农业部在米歇尔的强力要求下，联合三个研究中心的科学家，来自伊利诺斯州离开芝

加哥300公里开外的Peoria的北部区域研究中心（NorthernRegionalResearchCenter,NRRC），宾

夕法尼亚州费城的东部区域研究中心（EasternRegionalResearchCenter,ERRC），马里兰州

Beltsville的贝尔茨农业研究中心（BeltsvilleAgriculturalResearchCenter，BARC）一起合作

研究芸苔素的活性成分和分子结构。大约227公斤的油菜花蜂蜡从加拿大运到美国，分成5份，用异丙

醇提取，然后蒸馏挥发去除异丙醇得到浓缩液。进一步离心、真空干燥，提取物浓缩成褐色糖浆。糖浆

继续由甲醇和四氯化碳的混合液提取，甲醇抽提物挥发，浓缩，硅胶层析，纯化得到252克芸苔素粗品。

这些初步纯化的芸苔素粗品被送往三个研究中心继续纯化和研究。NRRC的格罗夫（Grove）等用柱层析

和高压液相纯化，从大约40kg油菜花的粗提物中，得到4mg的结晶（换算成227kg的花粉可以得到23mg

的结晶），并通过单个分子结晶X光衍射决定了分子结构(MichaelD.Grove1979),命名为芸苔素内

酯（Brassinolide，BR）,化学名称根据R,S手性原则（Sequencerule）是2α,3α,22(R),23(R)-

四羟基-24(S)-甲基-β-高-7-氧杂-5α-胆甾-6-酮。现在人们提到芸苔素内酯，准确的术语就一定是这

个分子。笼统不准确的描述，可以包含这个芸苔素内酯的异构体和同系物。1998年在日本东京举行的

第16届国际植物生长物质协会的会议上芸苔素内酯被确认为第六类植物生长激素，生理效应大大超过

以前发现的五类植物生长激素。

芸苔素（Brassins）是指从油菜花粉提取的脂溶性混合物，因此英文名称是复数。芸苔素内酯

（brassinolide,BR）是1979年格罗夫确定的单一分子，是迄今发现最高效的植物生长激素，有效浓

度最低。1982年日本的横田等从栗子虫瘿中提取得到芸苔素内酯合成的前体栗甾酮（Castasterone)

(YokotaT1982)，其生物效应大概只有芸苔素内酯的1/50。后来各国学者从不同的植物分离发现了多

达80种以上的有类似结构的天然分子,基本结构同动物、昆虫的类固醇激素。因为最早发现并确定结

构的植物类固醇分子来自油菜花，所以植物源的甾族化合物常常被称为芸苔素类固醇

（Brassinosteroids）(Liu2017)(A.Bajguz2000)(M.A.Zullo2002)(M.A.Zullo2019)。

但这个名称，现在听起来很有点傍明星的味道，因为至今报道的这些类似物只能算是植物类固醇

(phytosteroids)，大多数没有芸苔素内酯特有的B环上的7员内酯结构,更不具备植物生长，发育，抗

病和环境胁迫反应中的高生物活性。植物类固醇分子种类非常多，为了科学的严谨性，我们认为这些与

芸苔素内酯功能无关，结构上没有B环内酯结构和两对领位羟基的物质统一称为植物类固醇(Patel

2015)，不能称作芸苔素类固醇或芸苔素类甾体物质。

3先进性

截止2020年6月30日，中国农药信息网显示104个芸苔素产品获得登记，69个单制剂产品、35

个混配制剂产品。由于芸苔素分子结构特殊，异构体和类似物种类繁多，结构描述和名称较为混乱。化

2

工行业标准（HG/T4922-2016）芸苔素乳油规定，有效成分包括5种化合物中的一种，24-表芸苔素内酯

（CAS#78821-43-9），22，23，24-表芸苔素内酯（CAS#78821-42-8），28-表高芸苔素内酯（CAS#80483-

89-2），28-高芸苔素内酯（CAS#82373-95-3），14-羟基芸苔素甾醇（CAS#457603-63-3）。义乌皇嘉的芸

苔素内酯是从植物原料中提取，分子结构是天然芸苔素内酯（CAS#72962-43-7）,不是24-表，也不是

28-高，不同于化工行业标准中的4种工业合成的化合物，也不同于植物来源的14-羟基芸苔素甾醇，

后者不具有芸苔素内酯独特性的7员内酯环结构，而是属于甾酮类。皇嘉植物源芸苔素内酯的浓度也与

化工行业标准的0.01%不同，有效成分质量分数为0.15%。目前国内没有同样的产品。

4制定依据

根据《中华人民共和国标准化法》的有关规定和义乌市皇嘉生化有限公司26年的经验和要求，0.15%

植物源芸苔素内酯乳油的团体标准由义乌市皇嘉生化有限公司负责制定。

5标准实施后的经济效果

芸苔素内酯广泛存在于植物界。花粉和种子里芸苔素内酯的含量大概是1-100ng/g鲜组织，茎和叶子

里含量是0.01-0.1ng/g鲜重。虽然浓度极低，但是芸苔素内酯有多重生理活性,并与多种植物激素相

互作用，影响从种子萌发，营养生长，植株发育，果实形成到成熟老化的全部过程(张琳2011)。还

积极参与植物对环境各种生物性和非生物性的胁迫反应，影响植物系统性获得性免疫力的形成。正是由

于高效性，广谱性和多重作用特性，芸苔素内酯被认为是农作物吃的“十全大补药”，被寄希望成为21

世纪农业增产的金钥匙。

芸苔素内酯的作用

（1）细胞的伸长；

3

（2）细胞分裂；

（3）种子萌发；

（4）根系发育；

（5）生殖发育，有利于花粉受精，提高坐果率和结实率；

（6）促进光合作用；

（7）促进干物质和营养成分的合成；

（8）植物抗逆性；

（9）延缓衰老，蔬果保鲜；

（10）与农药、化肥协同作用，减量增效；

（11）减药害，清农残。

6关于检测方法的说明

本标准有效成分含量的检验方法采用了反相高效液相色谱法，具体内容详见《0.15%植物源芸苔

素内酯乳油团体标准》。方法具有良好的浓度依赖线性关系和较好的准确度、精密度。方法方便、快捷，

适合于工业控制分析。对植物源芸苔素内酯乳油指标作了合理、统一、严格的规定。

6.1方法的特异性试验

本试验采用HPLC二极管阵列检测器对色谱峰纯度分析法来鉴别植物源芸苔素内酯色谱峰的纯度。HPLC-

DAD峰纯度大于99.9%。从色谱图可以清晰的看出，有效成分处无其它物质干扰，符合定量分析要求。

图1.植物源芸苔素内酯的液相色谱图和峰纯度分析。

6.2方法的线性关系试验

在一定质量范围内，按照浓度递增的顺序配制数个样品，按上述操作条件进行分析，测定芸苔素内酯的

峰面积，取两次测定的平均结果。以取样的芸苔素内酯质量为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线，

结果见表1。

4

表1.芸苔素内酯线性关系测定结果

芸苔素内酯质量（mg)0.1000.1250.1500.1750.200

峰面积（mAUX104)576.00748.50863.701047.901245.00

芸苔素内酯的质量和峰面积的线性关系

1600.00

)

41400.00

1200.00y=6551.1x-86.334

1000.00R²=0.9927

mAUX10XmAU800.00

（600.00

400.00

峰面积200.00

0.00

0.0750.1000.1250.1500.1750.2000.225

芸苔素内酯的质量(mg)

图2植物源芸苔素内酯的质量和峰面积的关系图

线性方程为：y=6551.1x–86.334相关系数：R2=0.9927

由表1和图2可以看出在上述操作条件下，当待测样中芸苔素内酯质量在0.10～0.20mg之间，与相

应的峰面积有良好的线性关系，完全可以满足定量分析要求。本标准规定称样量为乳油100mg,含芸

苔素内酯0.12～0.18mg。

6.3方法的精密度试验

植物源芸苔素内酯乳油实际出厂成品称取5个样品，按上述操作条件，测定5次，结果见表

3。

表3植物源芸苔素内酯乳油成品测试的精密度结果（n=5）

编号12345平均值标准差

（RSD）

芸苔素内酯的0.1800.1780.1840.1730.1750.1780.004

质量分数(%)

6.4方法的准确度试验

分别秤取5个已知植物源芸苔素内酯质量分数的乳油样品，加入一定量的原药，测定总芸

苔素内酯含量，计算测得原药质量，并计算回收率，结果见表4。

表4植物源芸苔素内酯测定的准确度试验

编号12345

试样折纯质量,mg0.0750.0800.0780.0850.079

加入原药质量,mg0.0700.0750.0720.0780.080

测得总量，mg0.1420.1490.1460.1630.154

5

测得原药质量，mg0.0670.0690.0680.0780.075

回收率(%)95.7192.0094.44100.0093.75

平均回收率（%）95.18

6.5非分析物干扰的试验

不同于分析物，但能影响分析结果的组分或因素，有时会干扰而影响被分析物浓度的测定结果。

空白和试样的测试结果比较，见下面图3。

图3空白(A)和试样(B)的液相色谱图。

6.6产品0.15%植物源芸苔素内酯乳油的分析台账

批号123456

芸苔素内酯的质量分数，%0.1650.1600.1720.1590.1680.175

水分，%0.350.380.350.410.390.45

pH值5.305.155.205.255.205.25

乳液稳定性合格合格合格合格合格合格

低温稳定性合格合格合格合格合格合格

热储稳定性合格合格合格合格合格合格

有害溶剂限量合格合格合格合格合格合格

持久起泡性（1min后）,mL262425282523

6

0.15%植物源芸苔素内酯乳油

团体标准制定编制说明

浙江省义乌市皇嘉生化有限公司

2020年12月

0.15%植物源芸苔素内酯乳油

团体标准制定编制说明

1制定本标准的目的和意义

芸苔素内酯,俗称油菜素内酯，首先由美国科学家格罗夫等于1979年阐明分子结构，有非常高效的

促进植物生长作用。后来世界各国对芸苔素内酯的研究投入了大量的人力和财力，尤其是我国最近20

多年来在芸苔素内酯的使用推广上走在了世界的前列，取得了很大的经济效益和社会、环境效益。芸苔

素内酯是迄今已知的效应最强的植物生长调节剂，其有效浓度极低，只有生长素的千分之一到万分之一，

而且植物界广泛分布、生物活性涉及各种植物、作用多重影响植物生长的各个阶段，参与植物的健康维

护和生长活力、生长速度、营养合成、对生物和环境胁迫的抵抗力。

鉴于其巨大的应用前景、社会和经济效益，更多的芸苔素类似物被发现和阐明，分子结构和活

性的关系也被不断的深入剖析。迄今已发现植物源和人工合成超过100种的芸苔素类固醇

（Brassinosteroids），基本结构接近或类似芸苔素内酯，但生物效应差的很远。芸苔素内酯作为

植物生长激素，其效应是通过结合植物细胞表面的受体，并引发细胞内信号传递，激活基因，促进

蛋白质合成实现的。各种异构体或类似物作为配体，并不能像天然的芸苔素内酯，有效、充分激活

芸苔素内酯的受体和信号传导体系，其生物活性的强度和广度必定受到限制。网络上的宣传常常缺

乏文献依据，对植物类固醇和芸苔素内酯的结构，活性和作用机理的宣传存在模糊和混乱，造成广

大使用者，甚至制剂加工企业对这类化合物的认识有错误，概念不清。

化学合成芸苔素内酯并用于农业生产的历史从1980年开始就已经展开。但是化学合成的各种

芸苔素内酯，都是天然芸苔素内酯的同分异构体或者同系物，结构相差大的类似物，生物活性很低

或丧失。24-表芸苔素内酯（同分异构体），只有24-位碳的手性结构不同于天然芸苔素内酯，其余

结构和元素的种类、原子数量完全相同，生物活性只有天然芸苔素内酯的1/10。28-高芸苔素内酯

（同系物），在24-位碳连接的取代基是乙基，有别于天然芸苔素内酯的甲基，生物活性只有天然

芸苔素内酯的1%-10%。

义乌市皇嘉生化有限公司的黄志桂教授，在1992年就成功从植物源材料提取天然芸苔素。该

项技术在1994年联合国开发计划署和中国科技部、中国外经贸部于杭州联合召开的中国星火计划

国际研讨会上，得到了国内外与会科学家的高度肯定，荣获金奖。中国工程院冯小明院士根据质谱、

红外光谱、核磁共振谱，确认黄教授提取的化合物的分子结构，与格罗夫等（1979）发现的芸苔素

内酯的分子结构完全相同，是同一化合物。中科院成都有机化学研究所准确测定了其有效成分—天

然芸苔素内酯的含量。1996年10月14日，《新华社每日电讯》，1996年10月17日《人民日报》

（海外版）向世界宣布：我国科学家提取珍贵天然芸苔素获成功！1996年11月，浙江省科委组织

了天然芸苔素鉴定会，在中科院院士、分析化学权威陈耀祖教授和浙江省农业厅植保总站站长章华

强研究员领导下，由中科院院士沈之荃教授，中科院成都有机化学研究所黄天宝研究员以及浙江农

业大学、杭州大学、浙江农科院等单位的专家组成的鉴定委员会作了高度的评价，一致肯定技术领

先。1996年皇嘉天然芸苔素获得农业部农药登记证。1998年3月列入《国家级火炬计划项目》。

1998年12月被中国科技部纳入《国家级科技成果重点推广计划项目》。

天然芸苔素内酯在植物中的含量极低，获得高纯度原药很难，代价极其昂贵。义乌市皇嘉生化

有限公司生产的芸苔素内酯原油，来源于植物，浓度在0.5-1.50%左右，做成0.15%的乳油制剂，

最终使用浓度需要做3000-10000倍左右的稀释。

1

2研究历史、名称、术语

美国农业部的研究人员，1930和1940年代，就注意到花粉提取物有促进植物生长的物质。1951年

米歇尔用菜豆第一豆节生物活性测定，发现未成熟的菜豆提取物能促进生长，后来日本学者证明是有赤

霉素的作用(Mitchell1951)。日本的学者丸茂晋吾1968年首次从蚊母树叶中提取得到蚊母因子A1,

A2,和B,在黄花水稻叶弯曲试验中显示比吲哚乙酸高很多的活性。但是因为得到的量太少，没能阐明

化学结构。米歇尔继续致力于从花粉和未成熟的种子里提取和寻找植物生长因子，因为花粉和种子生长

快速，推断一定是有生长因子在起作用。1970年(MitchellJW1970)从近60种花粉萃取得到的提取

物，半数有生物活性。由硅胶薄层层析分离得到的有效成分，同羊毛脂（Lanolin）作为载体混合后，

涂抹于菜豆的第二节处，能促进豆苗生长延长，肿胀和弯曲，分裂（Bean2ndinternodebioassay）。

这种新的植物促生长物质，油菜花中含量最高，取名油菜素或芸苔素（Brassins）。赤霉素，生长素和

细胞分裂素也能引起豆苗第二节延长，但作用浓度要高的多，而且组织学检查发现芸苔素引起的延长同

时伴有细胞的分裂。当时推断有效成分，可能是脂肪酸或甘油酯，但是纯化的酯或合成的酯都没有类似

芸苔素的活性，因而推断可能是另外一种浓度很低的新的物质。

1974年美国农业部在米歇尔的强力要求下，联合三个研究中心的科学家，来自伊利诺斯州离开芝

加哥300公里开外的Peoria的北部区域研究中心（NorthernRegionalResearchCenter,NRRC），宾

夕法尼亚州费城的东部区域研究中心（EasternRegionalResearchCenter,ERRC），马里兰州

Beltsville的贝尔茨农业研究中心（BeltsvilleAgriculturalResearchCenter，BARC）一起合作

研究芸苔素的活性成分和分子结构。大约227公斤的油菜花蜂蜡从加拿大运到美国，分成5份，用异丙

醇提取，然后蒸馏挥发去除异丙醇得到浓缩液。进一步离心、真空干燥，提取物浓缩成褐色糖浆。糖浆

继续由甲醇和四氯化碳的混合液提取，甲醇抽提物挥发，浓缩，硅胶层析，纯化得到252克芸苔素粗品。

这些初步纯化的芸苔素粗品被送往三个研究中心继续纯化和研究。NRRC的格罗夫（Grove）等用柱层析

和高压液相纯化，从大约40kg油菜花的粗提物中，得到4mg的结晶（换算成227kg的花粉可以得到23mg

的结晶），并通过单个分子结晶X光衍射决定了分子结构(MichaelD.Grove1979),命名为芸苔素内

酯（Brassinolide，BR）,化学名称根据R,S手性原则（Sequencerule）是2α,3α,22(R),23(R)-

四羟基-24(S)-甲基-β-高-7-氧杂-5α-胆甾-6-酮。现在人们提到芸苔素内酯，准确的术语就一定是这

个分子。笼统不准确的描述，可以包含这个芸苔素内酯的异构体和同系物。1998年在日本东京举行的

第16届国际植物生长物质协会的会议上芸苔素内酯被确认为第六类植物生长激素，生理效应大大超过

以前发现的五类植物生长激素。

芸苔素（Brassins）是指从油菜花粉提取的脂溶性混合物，因此英文名称是复数。芸苔素内酯

（brassinolide,BR）是1979年格罗夫确定的单一分子，是迄今发现最高效的植物生长激素，有效浓

度最低。1982年日本的横田等从栗子虫瘿中提取得到芸苔素内酯合成的前体栗甾酮（Castasterone)

(YokotaT1982)，其生物效应大概只有芸苔素内酯的1/50。后来各国学者从不同的植物分离发现了多

达80种以上的有类似结构的天然分子,基本结构同动物、昆虫的类固醇激素。因为最早发现并确定结

构的植物类固醇分子来自油菜花，所以植物源的甾族化合物常常被称为芸苔素类固醇

（Brassinosteroids）(Liu2017)(A.Bajguz2000)(M.A.Zullo2002)(M.A.Zullo2019)。

但这个名称，现在听起来很有点傍明星的味道，因为至今报道的这些类似物只能算是植物类固醇

(phy