Evaluation of Grinding Effects on the Extraction of Photosynthetic Pigments for HPLC Analysis

High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) 분석방법은 식물플랑크톤의 생물량 및 일차생산력을 추정하기 위한 지시자로서 chlorophyll a 농도를 측정하고 carotenoids의 종류를 파악해 종조성을 확인하기 위해 널리 이용되고 있다. 그러나 대량시료의 분석에 요구되는 시료 전처리 과정 중 여과지 분쇄는 상당한 시간과 숙련이 요구된다. 본 연구에서는 엽록소 및 carotenoids의 정량분석에 대한 여과지 분쇄의 영향을 파악하고자 동해 남서부 해역의 시료를 이용해 여과지 분쇄 전후의 광합성 색소 농도를 비교 평가했다. HPLC 분석에서 여과지 분쇄 생략 시 Chl a의 경우 평균 45% 과소평가되었다. 또한 pico, nano 크기 식물플랑크톤의 지표색소인 Zeaxanthin, 19'-butanoyloxyfucoxanthin, 19'-hexanoyloxyfucoxanthin는 최대 77~85% 과소평가되었다. 크기가 작은 식물플랑크톤의 경우 여과지 분쇄가 생략될 경우 불완전한 추출로 지표색소의 농도가 실제보다 저평가될 가능성이 크다는 것을 확인하였다. 따라서 HPLC 분석에서 여과지 분쇄 생략 시 Chl a 뿐 아니라 carotenoids 또한 과소평가 되므로 모든 경우에서 여과지 분쇄 과정이 반드시 필요하다고 판단된다. High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) is a widely used method for measuring the concentration of chlorophyll a as an indicator for estimating phytoplankton biomass and primary production and also for identifying carotenoids to determine phytoplankton composition. However, tissue grinding procedure requires a lot of time and experience in the analysis of multiple sample. Accordingly, we measured the concentrations of photosynthetic pigments before and after the grinding, in order to understand the grinding effects on the quantitative analysis of chlorophylls and carotenoids using samples from southwestern East Sea. When tissue grinding procedure was omitted, we found that Chl a concentrations were underestimated up to 45% in average. Also, concentrations of Zeaxanthin, 19'-butanoyloxyfucoxanthin, 19'-hexanoyloxyfucoxanthin, biomarkers of pico and nano-size phytoplankton, were underestimated up to maximum 77~85% without grinding. We found that the smaller the phytoplankton, the bigger underestimation of their biomarker pigments concentration is likely to happen due to the incomplete extraction. Thus, tissue grinding procedure should be included for HPLC analysis in all cases, to prevent the underestimation of not only Chl a but also carotenoids pigments.