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    一探前沿 | Orbitrap助力環境頂級研究實現突破

    發布:賽默飛世爾科技(中國)有限公司
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    Orbitrap

    助力環境頂級研究實現突破

    Orbitrap 技術發展至今,憑借其卓越的分辨率、靈敏度、多項創新技術等“硬實力”,圈“粉”無數,平均每小時就有一篇文章問世,也逐漸成為就全球科學家實現世界頂級科研突破的有力伙伴。

    今天我們就環境領域頂級期刊ES&T近2年發表的前沿研究,一探 Orbitrap 技術是如何助力實現突破的:

    # 創新方法

    1 助力重新認識人與環境污染的潛在聯系

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    人體皮膚的脂質可以和氧化劑、臭氧和羥基自由基發生反應,反應產生的次生產物排放對室內環境的影響越來越重要。研究者們創新性地使用Orbitrap高分辨率質譜儀結合商業化的二次電噴霧電離(SESI)源的方法,評估了通過臭氧與手部皮膚脂質的異質反應形成的次生有機化產物。在不到40分鐘的實時測量時間內,檢測到600多個化合物離子,其中53個化合物離子在有臭氧存在時信號強度顯著升高。

    研究者首次發現,這些次生產物可能會通過人體皮膚釋放的親核氨(NH3)產生進一步裂解。同時該研究展示的進一步結果表明,人類本體是大量有機化合物的重要來源,這些有機化合物可顯著影響室內環境中的空氣質量。

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    # 前沿技術

    2 助力突破氣溶膠研究分析手段瓶頸

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    當前,用于在線分析有機氣溶膠成分的質譜技術受到電離干擾和質量分辨率限制,無法準確的進行分子表征。研究者結合了萃取電噴霧電離(EESI)的軟電離能力和Orbitrap質譜的的超高質量分辨率優勢,對有機氣溶膠進行了實時近分子表征。

    EESI-Orbitrap對實驗室產生的二次有機氣溶膠和周圍顆粒物的過濾提取物進行了進一步評估,分辨率高達140000(m/z200)可以實現對氣溶膠分子的元素組成的準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),同時獲取二級高分辨質譜圖的功能可以對化合物結構解析提供有效幫助。該研究所展示的新分析方法將更有信心的幫助我們增進對大氣氣溶膠形成和演化的認識。

    # 獨樹一幟

    3 奠基環境暴露與特定人群健康關系新發現

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    職業工人通常會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險。為評估健康風險,啟動了通過基于orbitrap質譜的代謝組學分析方法詳細探究了相關職業接觸PFAS的潛在健康問題,研究對象為40名來自中國某工廠的職業工人,和52名一般人群作為對照組。

    通過分析兩組血漿中的PFAS水平的差異,發現十三種檢測到的PFASs有六種PFAS同系物(Σ6PFAS)含量水平在職業工人和普通人群中差異巨大,同時偏最小二乘法差異性分析模型表明二組的代謝物檢測結果存在明顯差異。最終鑒定出14種潛在的生物標志物,發現它們與氧化應激,脂肪酸β-氧化紊亂和腎臟損傷有關。該研究結果表明職業性接觸PFAS人群的健康風險不容忽視。

    # 獨出心裁

    4 非靶向環境暴露組學研究迎突破

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    在制藥和化妝品行業中,對羥基苯甲酸酯被廣泛用作常用防腐劑。目前已有研究發現,對羥基苯甲酸酯的環境暴露,與人的代謝改變和代謝疾病(例如糖尿病)的風險增加密切相關。但是,對羥基苯甲酸酯接觸相關的代謝途徑卻鮮有報道。中國研究團隊,在88名孕婦的尿液樣品中測定了三種對羥基苯甲酸酯,并按測定的尿液濃度進行分組,使用UHPLC和Orbitrap高分辨率質譜聯用平臺對88個尿液樣本進行代謝譜分析。

    通過對來自不同對羥基苯甲酸酯暴露組的尿液樣品的特征篩選差異代謝物。鑒定出的代謝產物包括嘌呤,酰基肉堿等,這表明對羥基苯甲酸酯會干擾諸如嘌呤代謝、脂肪酸β-氧化等代謝途徑。該團隊首次完成了針對對羥基苯甲酸酯暴露孕婦基于MS的非靶向代謝組學研究工作,這一發現不僅揭示了對羥基苯甲酸酯環境暴露的潛在健康風險,也為理解對羥基苯甲酸酯暴露與某些代謝性疾病間的聯系奠定了良好的研究基礎。


    作為環境研究不可或缺的手段,Orbitrap技術憑借高分辨能力和高質量精度以及穩定性好等優勢,助力您實現多維度科研突破。

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    左:Orbitrap Exploris 120 

    右:Orbitrap Exploris 240


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    參考文獻:

    1. Environ. Sci. Technol. 2020 Nov 3;54(21):13478-13487. 

    2. Environ. Sci. Technol. 2020 Apr 7;54(7):3871-3880. 

    3. Environ. Sci. Technol. 2019 Aug 20;53(16):9800-9809. 

    4. Environ. Sci. Technol. 2020 Mar 17;54(6):3447-3454.

    2021-04-30
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