一探前沿丨Orbitrap 助力环境顶级研究匠心独运

北京冬奥会完满收官，在这场特殊背景下举办的体育盛事，中国向quan世界wan美诠释了绿色、环保、节能、简约的可持续发展理念。而在另一个方面，全球的科学家们也在使用赛默飞高性能色谱质谱产品，让世界更健康，更清洁，更安全。

Orbitrap 技术发展至今，凭借其卓yue的分辨率、灵敏度、多项创新技术等“硬实力”，圈“粉”无数，平均每小时就有一篇文章问世，也逐渐成为全球科学家实现顶级科研创新的有力伙伴。

继上一篇解读环境领域顶级期刊ES&T微信发文，后台有众多科研工作者纷纷点赞，飞飞今天整理了近一年内ES&T发表的前沿研究，让我们一起探索科学的奥秘！

1# 创新方法

非靶向筛查助力解密水资源污染事件

前沿概览

水作为人类最赖以生存的天然资源，探寻湖泊-河流系统中有机微污染物 (OMP) 的产生、来源和去向是近年来研究热点。研究者们创新性地使用Orbitrap超高分辨率液质联用系统对纽约中部奥内达加湖水中的OMP进行非靶向分析，再结合一系列组学统计分析发现其中的4种主要污染标记物（加拉索酮、二苯基次膦酸、N-丁基苯磺酰胺和三异丙醇胺）有空间分布特征。

Compound Discoverer组学工作站在本次研究中提供了从数据预处理，峰提取，RT对齐，MS/MS定性峰归属，信号归一化校正，聚类分析等完整数据处理解决方案。此外，研究者还shou次将非靶向组学研究与湖泊-河流系统质量平衡模型相结合，解释了美国水污染史shang具有重要意义的湖泊-河流系统中的OMP动态分布变化，可以在未来的定点监测、网格化水体管理等工作提供重要理论依据。

# 前沿技术

环境暴露组学研究迎创新

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环境污染物往往具有未知性、成分可变、复杂的反应副产物以及生物来源性等特征（简称UVCBs物质），这也给环境风险评估带来了很大挑战。研究者结合了顶空固相微萃取（HS-SPME）与GC-Orbitrap超高分辨率气质联用，对膳食鱼类体内多种疏水性UVCBs成分进行表征，并进行消除动力学研究。

研究者在目前没有可参考分析标准的背景下，使用HS-SPME/GC-Orbitrap鉴定并定量分析了不同疏水性UVCBs组分，发现其潜在生物累积性，并开发了相关的数据库。这些动力学模型及数据库可以更好地探究不同疏水性UVCBs的生物累积潜力与化学结构特征的关系，并减少长周期的动物实验，是研究环境暴露中UVCBs潜在影响的有力手段。

# 独树一帜

助力探索日用品对人体健康风险

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全氟和多氟烷基物质（PFAS）在新化工时代来源复杂，稳定性极qiang且不易降解，有明确的生物毒副作用，一直是业内的研究重点。研究者针对目前市场上的防雾产品（除雾配方、防水喷雾、防水衣物等），推断其中可能使用了含有PFAS的配方。为了更好地覆盖PFAS组分，研究者们结合了GC-Orbitrap气质和LC-Orbitrap Fusion Lumos三合一超高分辨率液质等分析手段。

研究结果表明所有购买来的产品中均检测到了含氟聚醇 (FTOH) 和含氟聚乙氧基化物 (FTEO)。喷雾剂产品中的总有机氟 (TOF) 测定含量为 190 至 20,700 μg/mL，防水衣物中甚至高达 44,200 至 131,500 μg/克(布重)。此外，防雾产品在小鼠 3T3-L1 细胞中表现出显着的细胞毒性和脂肪形成活性（甘油三酯积累或脂肪相关细胞增殖），其中FTEO 是防水喷雾脂肪形成活性的重要来源。研究警示了对含有PFAS的除雾及防水产品，我们需要更多的研究来充分了解它带来的健康风险。

# 独出心裁

解析全球气候变化全新思路

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我们知道全球气候变化跟CO2等含碳温室气体排放密切相关，而全球约30% 的土壤碳储量储存在泥炭地中。有研究表明微生物酪氨酸酶 (TYRs)通过降解土壤中酚类物质而有固碳作用，被视为土壤中碳储存的关键调节剂。近几十年来由于ji端天气频发（夏季长期干旱或持续性内涝）严重影响了TYRs活性。

研究者们首先通过TYRs部分氨基酸序列鉴定发现泥炭地中天然存在一个TYR酶群落，这是由包括变形菌纲和放线菌纲在内的多种细菌系统多样性产生。然后从富含碳酸盐的内陆盐沼中鉴定出一种出现的了异源表达与纯化的胞外 TYR (SzTYR)；通过Orbitrap 超高分辨率液质联用正离子模式测算其分子量约为30891.8 Da。其后的光谱及动力学研究将其确认为一种酪氨酸酶，并证明了其对泥炭地中天然存在的单酚（香豆酸）、二酚（咖啡酸、原儿茶酸）和三酚（没食子酸）具有降解活性。这或许为研究全球气候变化提供一种全新思路。