2020年CAIA獎特等獎獲獎項目成果簡介：環境毒理研究的質譜新方法
完成單位：香港浸會大學環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：
新型環境污染物的生態毒理效應已成為全球所面臨的重大問題之一。基于傳統化學分析技術的環境毒理學研究難以全面反映污染物在生物體內的遷移與效應，無法實現污染物毒性作用靶器官的精準定位，這已成為當前環境毒理研究的瓶頸問題。質譜新技術的發展無疑為環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，分別從質譜探針設計、質譜方法開發以及環境毒理分析應用等領域開展創新研究，提出了基于納米探針的表面增強激光解吸/電離質譜及成像分析新策略；開發了針對污染物及其內外源代謝物的質譜及成像新技術和新方法，實現了生物體內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。通過本項目的實施，我們建立了較為全面的、創新性的質譜以及質譜成像分析平臺，為環境毒理研究提供了重要的方法理論體系和技術方案，展現出巨大的應用潛力。
創新點及科學價值：
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，從質譜的視角開展創新研究，發展全面、高靈敏、高通量、高分辨、免標記的質譜及其成像分析新策略、新技術和新方法，深入拓展其在環境毒理研究領域的新應用。其創新點如下：
1．從MALDI-MSI原理入手，開發一系列增敏型質譜探針，提出了基于低維納米探針的表面增強激光解吸/電離質譜以及成像新策略，建立了基于此類材料的質譜成像新方法。
2．將高分辨質譜和質譜成像技術引入到環境毒理學研究中，通過開發通用、免標記的質譜成像新技術，實現復雜生物體系中超痕量污染物及其代謝產物的定性定量分析和精準的原位可視化檢測。結合轉錄組學，建立定量分析信使RNA 的NAD“帽子”結構新方法，為發現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，建立了基于質譜或質譜成像的污染物毒理組學分析新方法，實現了生物體內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。
社會經濟效益：
本項目成果的推廣應用具有公益性、非營利性性質，有利于解決制約環境毒理學研究的技術瓶頸，建立具有自主知識產權的關鍵技術體系，可以為環保、公共衛生、檢驗檢疫等部門和學術同行提供必要的技術支持。
應用前景：
項目申請及授權的專利有利于促進質譜及質譜成像技術在環境毒理學領域的應用、推廣與發展，為基于質譜的新方法的開發提供了研究方向與技術保障。同時，我們致力于利用高效、高靈敏的質譜新方法服務社會，推動質譜新技術在環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檢測手段。
