2020年CAIA獎特等獎獲獎項目成果簡介：環(huán)境毒理研究的質(zhì)譜新方法
完成單位：香港浸會大學環(huán)境與生物分析國家重點實驗室、福州大學食品安全與生物分析教育部重點實驗室
完成人：蔡宗葦,林子俺,夏亦薺,洪燕君,朱林,趙超,邵曉劍,張海磊,張宏娜,張巖皓
成果簡介：
新型環(huán)境污染物的生態(tài)毒理效應已成為全球所面臨的重大問題之一。基于傳統(tǒng)化學分析技術(shù)的環(huán)境毒理學研究難以全面反映污染物在生物體內(nèi)的遷移與效應，無法實現(xiàn)污染物毒性作用靶器官的精準定位，這已成為當前環(huán)境毒理研究的瓶頸問題。質(zhì)譜新技術(shù)的發(fā)展無疑為環(huán)境毒理研究提供新的契機，本項目以典型有機污染物為研究對象，分別從質(zhì)譜探針設計、質(zhì)譜方法開發(fā)以及環(huán)境毒理分析應用等領域開展創(chuàng)新研究，提出了基于納米探針的表面增強激光解吸/電離質(zhì)譜及成像分析新策略；開發(fā)了針對污染物及其內(nèi)外源代謝物的質(zhì)譜及成像新技術(shù)和新方法，實現(xiàn)了生物體內(nèi)污染物及其代謝物的深度覆蓋和精準定位，進而在分子水平上為其毒性的預測、評價與作用機制提供科學依據(jù)。通過本項目的實施，我們建立了較為全面的、創(chuàng)新性的質(zhì)譜以及質(zhì)譜成像分析平臺，為環(huán)境毒理研究提供了重要的方法理論體系和技術(shù)方案，展現(xiàn)出巨大的應用潛力。
創(chuàng)新點及科學價值：
項目以常見的典型新型有機污染物（雙酚類、三氯生等）為研究對象，從質(zhì)譜的視角開展創(chuàng)新研究，發(fā)展全面、高靈敏、高通量、高分辨、免標記的質(zhì)譜及其成像分析新策略、新技術(shù)和新方法，深入拓展其在環(huán)境毒理研究領域的新應用。其創(chuàng)新點如下：
1．從MALDI-MSI原理入手，開發(fā)一系列增敏型質(zhì)譜探針，提出了基于低維納米探針的表面增強激光解吸/電離質(zhì)譜以及成像新策略，建立了基于此類材料的質(zhì)譜成像新方法。
2．將高分辨質(zhì)譜和質(zhì)譜成像技術(shù)引入到環(huán)境毒理學研究中，通過開發(fā)通用、免標記的質(zhì)譜成像新技術(shù)，實現(xiàn)復雜生物體系中超痕量污染物及其代謝產(chǎn)物的定性定量分析和精準的原位可視化檢測。結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學，建立定量分析信使RNA 的NAD“帽子”結(jié)構(gòu)新方法，為發(fā)現(xiàn)污染物新的毒性分子機制提供線索。
3．集成多組學分析策略，建立了基于質(zhì)譜或質(zhì)譜成像的污染物毒理組學分析新方法，實現(xiàn)了生物體內(nèi)污染物及其代謝物的深度覆蓋和亞器官水平的精準定位，從而在分子水平上為其毒性的評價、預測，以及毒性作用機制研究提供了科學依據(jù)。
社會經(jīng)濟效益：
本項目成果的推廣應用具有公益性、非營利性性質(zhì)，有利于解決制約環(huán)境毒理學研究的技術(shù)瓶頸，建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關鍵技術(shù)體系，可以為環(huán)保、公共衛(wèi)生、檢驗檢疫等部門和學術(shù)同行提供必要的技術(shù)支持。
應用前景：
項目申請及授權(quán)的專利有利于促進質(zhì)譜及質(zhì)譜成像技術(shù)在環(huán)境毒理學領域的應用、推廣與發(fā)展，為基于質(zhì)譜的新方法的開發(fā)提供了研究方向與技術(shù)保障。同時，我們致力于利用高效、高靈敏的質(zhì)譜新方法服務社會，推動質(zhì)譜新技術(shù)在環(huán)境與健康領域的應用，為保障民眾生活健康與食品安全提供了有力的技術(shù)檢測手段。
