近期，省科學(xué)院測(cè)試分析研究所（中國(guó)廣州分析測(cè)試中心）新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室超微量分析團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)、江西師范大學(xué)合作，開發(fā)了一種基于富氮多孔聚合物的固相微萃取（SPME）活體分析新技術(shù)，利用該技術(shù)實(shí)時(shí)跟蹤活體植物在氨基甲酸酯農(nóng)藥脅迫下的污染富集/消除行為與植物內(nèi)源性代謝失衡行為，為有害化學(xué)物質(zhì)的生物毒性評(píng)價(jià)研究提供了重要的技術(shù)手段和研究新思路。

　　氨基甲酸酯類農(nóng)藥是為替代有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥而開發(fā)出的一種新型廣譜殺蟲、殺螨、除草劑，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)和牧業(yè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。氨基甲酸酯類農(nóng)藥使用量已超過有機(jī)磷農(nóng)藥，銷售額僅次于擬除蟲菊酯類農(nóng)藥位居第二。與此同時(shí)，氨基甲酸酯農(nóng)藥的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境不良影響引起了人們的廣泛關(guān)注。受污染的食物，特別是新鮮蔬菜，是人類氨基甲酸酯非職業(yè)性接觸的主要來源。在污染暴露下，植物將進(jìn)行一系列的解毒過程，進(jìn)而影響其自身的內(nèi)源代謝和營(yíng)養(yǎng)成分組成。研究植物在氨基甲酸酯農(nóng)藥脅迫下的代謝失衡行為需要長(zhǎng)時(shí)間跟蹤單一目標(biāo)植株，但傳統(tǒng)的破壞性處理和分析技術(shù)容易引起復(fù)雜內(nèi)源代謝物在樣品前處理過程中的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化信息遺失，為此亟需尋找新的技術(shù)手段和研究思路。

　　研究團(tuán)隊(duì)基于新型富氮多孔聚合物材料，研制了一種具有廣譜萃取特性和生物相容性的SPME活體采樣探針，并結(jié)合GC-QTOF-MS聯(lián)用分析技術(shù)，對(duì)暴露于氨基甲酸酯污染下的小白菜活體內(nèi)的外源性污染及其內(nèi)源性代謝信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、同步跟蹤監(jiān)測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)，氨基甲酸酯及其初級(jí)代謝產(chǎn)物在小白菜中可迅速富集和迅速消除。自施加污染暴露第三天起，暴露組和對(duì)照組植株出現(xiàn)顯著性代謝差異，且該代謝失衡特征在暴露移除后的培養(yǎng)時(shí)間段內(nèi)并未出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，特別是暴露植株中具有抗癌活性的硫代葡萄糖苷相關(guān)代謝物含量出現(xiàn)了顯著的下調(diào)。

　　本研究從分子水平闡明植物在外源氨基甲酸酯脅迫下的代謝失衡行為，并可為生物體在其它復(fù)雜污染刺激下的代謝失衡機(jī)制研究提供了技術(shù)思路。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際環(huán)境領(lǐng)域自然指數(shù)期刊Environmental Science & Technology上。測(cè)試分析所（中廣測(cè)）為本論文第一和通訊作者單位，劉舒芹博士為論文第一作者，相關(guān)研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目等的資助。

　　圖 SPME活體分析技術(shù)開發(fā)及其在植物代謝失衡行為研究中的應(yīng)用

　　論文信息：

　　Shuqin Liu, Yiquan Huang, Jian Liu, Chao Chen, Gangfeng Ouyang. In vivo contaminant monitoring and metabolomic profiling in plants exposed to carbamates via a novel microextraction fiber. Environmental Science & Technology, 2021, 55, 18, 12449-12458.

　　論文鏈接：

　　https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.1c04368

　?。ㄊ】茖W(xué)院測(cè)試分析所 劉舒芹/供稿）