省科學(xué)院測試分析研究所（中國廣州分析測試中心）省化學(xué)測量與應(yīng)急檢測技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)建立了一種活體微量毛細(xì)管采樣(MCS)結(jié)合基質(zhì)輔助激光解吸/電離傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜(MALDI-FTICR-MS)分析新技術(shù)，該技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測活體植物體內(nèi)聯(lián)吡啶季銨鹽類除草劑的濃度，評估其在植物體內(nèi)的吸收和消除行為，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中因除草劑使用而帶來的人體暴露風(fēng)險(xiǎn)提供了有價(jià)值的依據(jù)。

　　百草枯（1,1'-二甲基-4,4'-聯(lián)吡啶二氯鹽，paraquat）和敵草快（1,1'-亞乙基-2,2'-聯(lián)吡啶二溴鹽，diquat）均為聯(lián)吡啶類陽離子季銨鹽，具有高水溶性和低揮發(fā)性，屬于非選擇性觸殺滅生型除草劑，因其價(jià)格低廉，曾在全球范圍內(nèi)作為除草劑被廣泛使用。百草枯和敵草快對人和動物具有很強(qiáng)的毒性，易對生態(tài)環(huán)境造成危害并通過食物鏈威脅人體健康。

　　研究團(tuán)隊(duì)率先開發(fā)出MCS活體采樣和MALDI-FTICR-MS快速分析技術(shù)（分析流程見圖示）。該技術(shù)具有成本低、樣本用量少、快速、高通量、高靈敏等特點(diǎn)，全分析流程20分鐘內(nèi)完成。

小白菜活體微毛細(xì)管采樣和快速分析示意圖

　　研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，小白菜對百草枯和敵草快的吸收能力有顯著性差異，相對更容易吸收敵草快，且兩者在不同小白菜個(gè)體之間也存在顯著性的吸收差異。長時(shí)間的暴露實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一組小白菜根系持續(xù)暴露在百草枯和敵草快污染（初始濃度均為100 μg/L）的水環(huán)境中，該組小白菜根系會持續(xù)吸收該兩種污染物，當(dāng)兩者在小白菜莖內(nèi)汁液的濃度分別達(dá)到約500 μg/kg時(shí)，會使植株枯萎死亡。進(jìn)行消除實(shí)驗(yàn)時(shí)，將吸收有百草枯和敵草快的活體小白菜根系浸泡在空白培養(yǎng)液中培養(yǎng)，小白菜莖內(nèi)汁液的兩種除草劑濃度逐漸降低，而空白培養(yǎng)液中會檢出百草枯和敵草快，說明除草劑會被小白菜通過根系以原型的形式排出體外。依據(jù)消除跟蹤實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果，計(jì)算出百草枯和敵草快的半衰期分別為1.32和1.86 d。在消除實(shí)驗(yàn)的第18天，百草枯和敵草快在活體小白菜體內(nèi)仍有檢出，說明兩者均難以通過小白菜自身的正常代謝達(dá)到完全清除和降解。

　　相關(guān)研究成果以“In vivo microcapillary sampling coupled with matrix-assisted laser desorption/ionization fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry for real-time monitoring of paraquat and diquat in living vegetables” 為題發(fā)表于發(fā)表在農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《Food Chemistry》，測試所（中廣測）為唯一第一和通訊作者單位，上述工作得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金和廣東省科學(xué)院建設(shè)國內(nèi)一流研究機(jī)構(gòu)行動專項(xiàng)資金項(xiàng)目的支持。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132998

　　（省科學(xué)院測試所 陳超/供稿）