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一探前沿 | Orbitrap助力環(huán)境研究實(shí)現(xiàn)突破

閱讀：458 發(fā)布時(shí)間：2021-5-6

Orbitrap 技術(shù)發(fā)展至今，憑借其高分辨率、靈敏度、多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)等“硬實(shí)力”，圈“粉”無數(shù)，平均每小時(shí)就有一篇文章問世，也逐漸成為就科學(xué)家實(shí)現(xiàn)世界科研突破的有力伙伴。

今天我們就環(huán)境領(lǐng)域DJ期刊ES&T近2年發(fā)表的前沿研究，一探 Orbitrap 技術(shù)是如何助力實(shí)現(xiàn)突破的：

# 創(chuàng)新方法

1 助力重新認(rèn)識(shí)人與環(huán)境污染的潛在聯(lián)系

人體皮膚的脂質(zhì)可以和氧化劑、臭氧和羥基自由基發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的次生產(chǎn)物排放對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響越來越重要。研究者們創(chuàng)新性地使用Orbitrap高分辨率質(zhì)譜儀結(jié)合商業(yè)化的二次電噴霧電離（SESI）源的方法，評(píng)估了通過臭氧與手部皮膚脂質(zhì)的異質(zhì)反應(yīng)形成的次生有機(jī)化產(chǎn)物。在不到40分鐘的實(shí)時(shí)測量時(shí)間內(nèi)，檢測到600多個(gè)化合物離子，其中53個(gè)化合物離子在有臭氧存在時(shí)信號(hào)強(qiáng)度顯著升高。

研究者發(fā)現(xiàn)，這些次生產(chǎn)物可能會(huì)通過人體皮膚釋放的親核氨（NH₃）產(chǎn)生進(jìn)一步裂解。同時(shí)該研究展示的進(jìn)一步結(jié)果表明，人類本體是大量有機(jī)化合物的重要來源，這些有機(jī)化合物可顯著影響室內(nèi)環(huán)境中的空氣質(zhì)量。

# 前沿技術(shù)

2 助力突破氣溶膠研究分析手段瓶頸

當(dāng)前，用于在線分析有機(jī)氣溶膠成分的質(zhì)譜技術(shù)受到電離干擾和質(zhì)量分辨率限制，無法準(zhǔn)確的進(jìn)行分子表征。研究者結(jié)合了萃取電噴霧電離（EESI）的軟電離能力和Orbitrap質(zhì)譜的的超高質(zhì)量分辨率優(yōu)勢，對(duì)有機(jī)氣溶膠進(jìn)行了實(shí)時(shí)近分子表征。

EESI-Orbitrap對(duì)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的二次有機(jī)氣溶膠和周圍顆粒物的過濾提取物進(jìn)行了進(jìn)一步評(píng)估，分辨率高達(dá)140000（m/z200）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣溶膠分子的元素組成的準(zhǔn)確鑒定和與鄰近干擾成分的分離（這在分辨率只有20000的儀器上是無法分離的），同時(shí)獲取二級(jí)高分辨質(zhì)譜圖的功能可以對(duì)化合物結(jié)構(gòu)解析提供有效幫助。該研究所展示的新分析方法將更有信心的幫助我們?cè)鲞M(jìn)對(duì)大氣氣溶膠形成和演化的認(rèn)識(shí)。

# 獨(dú)樹一幟

3 奠基環(huán)境暴露與特定人群健康關(guān)系新發(fā)現(xiàn)

職業(yè)工人通常會(huì)更多地接觸高濃度的全氟化合物（PFAS），這使他們相較于一般人群面臨更大的健康風(fēng)險(xiǎn)。為評(píng)估健康風(fēng)險(xiǎn)，啟動(dòng)了通過基于orbitrap質(zhì)譜的代謝組學(xué)分析方法詳細(xì)探究了相關(guān)職業(yè)接觸PFAS的潛在健康問題，研究對(duì)象為40名來自ZG某工廠的職業(yè)工人，和52名一般人群作為對(duì)照組。

通過分析兩組血漿中的PFAS水平的差異，發(fā)現(xiàn)十三種檢測到的PFASs有六種PFAS同系物（Σ6PFAS）含量水平在職業(yè)工人和普通人群中差異巨大，同時(shí)偏最小二乘法差異性分析模型表明二組的代謝物檢測結(jié)果存在明顯差異。ZZ鑒定出14種潛在的生物標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)它們與氧化應(yīng)激，脂肪酸β-氧化紊亂和腎臟損傷有關(guān)。該研究結(jié)果表明職業(yè)性接觸PFAS人群的健康風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。

# 獨(dú)出心裁

4 非靶向環(huán)境暴露組學(xué)研究迎突破

在制藥和化妝品行業(yè)中，對(duì)羥基苯甲酸酯被廣泛用作常用防腐劑。目前已有研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)羥基苯甲酸酯的環(huán)境暴露，與人的代謝改變和代謝疾?。ɡ缣悄虿。┑娘L(fēng)險(xiǎn)增加密切相關(guān)。但是，對(duì)羥基苯甲酸酯接觸相關(guān)的代謝途徑卻鮮有報(bào)道。ZG研究團(tuán)隊(duì)，在88名孕婦的尿液樣品中測定了三種對(duì)羥基苯甲酸酯，并按測定的尿液濃度進(jìn)行分組，使用UHPLC和Orbitrap高分辨率質(zhì)譜聯(lián)用平臺(tái)對(duì)88個(gè)尿液樣本進(jìn)行代謝譜分析。

通過對(duì)來自不同對(duì)羥基苯甲酸酯暴露組的尿液樣品的特征篩選差異代謝物。鑒定出的代謝產(chǎn)物包括嘌呤，?；鈮A等，這表明對(duì)羥基苯甲酸酯會(huì)干擾諸如嘌呤代謝、脂肪酸β-氧化等代謝途徑。該團(tuán)隊(duì)完成了針對(duì)對(duì)羥基苯甲酸酯暴露孕婦基于MS的非靶向代謝組學(xué)研究工作，這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了對(duì)羥基苯甲酸酯環(huán)境暴露的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)，也為理解對(duì)羥基苯甲酸酯暴露與某些代謝性疾病間的聯(lián)系奠定了良好的研究基礎(chǔ)。

作為環(huán)境研究*的手段，Orbitrap技術(shù)憑借高分辨能力和高質(zhì)量精度以及穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，助力您實(shí)現(xiàn)多維度科研突破。

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