中國(guó)環(huán)境研究的前沿

 

中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心（簡(jiǎn)稱“生態(tài)環(huán)境中心”）成立于1975年，是中國(guó)生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域首個(gè)全國(guó)性綜合研究機(jī)構(gòu)。該中心不僅在中國(guó)的環(huán)境問(wèn)題解決中扮演重要角色，還致力于全球環(huán)境問(wèn)題的科學(xué)研究。

 

關(guān)于PFAS，王亞韡研究員表示，他從2008年左右就開(kāi)始致力于這一領(lǐng)域的研究。近些年的具體主題是揭示PFAS暴露所致的人群健康損害機(jī)制。關(guān)于這個(gè)研究方向，王亞韡研究員至今已經(jīng)實(shí)施了多個(gè)項(xiàng)目。

 

PFAS如何對(duì)人體造成傷害？

 

為解決這一課題，王亞韡研究員主持了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目《典型全氟/多氟烷基化合物的生物累積代謝、人群暴露及健康影響機(jī)制研究》。

 

“在這項(xiàng)研究中，我們結(jié)合了質(zhì)譜分析、分子生物學(xué)（Molecular Biology）以及計(jì)算毒理學(xué)（Computational Toxicology），研究PFAS進(jìn)入人體后的分布與轉(zhuǎn)化規(guī)律，并揭示其暴露對(duì)健康的影響及潛在的分子機(jī)制。”王亞韡研究員表示。

 

“一系列研究成果已初見(jiàn)成效。例如，在肺腺癌患者中，檢測(cè)到的PFOA濃度明顯高于健康人群。根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果，揭示了PFOA與細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)整合素之間的相互作用在肺腺癌發(fā)展進(jìn)程中所起的作用。”

 

“此外，我們還針對(duì)胎兒、新生兒等生理敏感人群開(kāi)展了暴露研究，研究結(jié)果表明妊娠晚期的PFAS暴露可能會(huì)影響胎兒出生體重。”

 

“島津的分析儀器設(shè)備幾乎全年無(wú)休地運(yùn)轉(zhuǎn)。多虧了這些設(shè)備，我們能夠接連發(fā)現(xiàn)新的污染物，并順利地進(jìn)行污染物對(duì)健康危害機(jī)制的解析。”王亞韡研究員對(duì)島津所發(fā)揮的作用給予了高度評(píng)價(jià)。

 

利用先進(jìn)儀器開(kāi)發(fā)新型分析方法

 

目前，王亞韡研究員的實(shí)驗(yàn)室已配備了島津公司的2套LC-MS/MS、2套GC-MS/MS。

 

“通過(guò)與島津的合作，我們?cè)谛滦蚉FAS分析方法的開(kāi)發(fā)上取得了一些重要成果。例如，我們利用LC-MS開(kāi)發(fā)了一種針對(duì)56種PFAS的高通量分析方法，并申請(qǐng)PCT專利。在此基礎(chǔ)上，共同開(kāi)發(fā)了PFAS MRM Database，并將其商品化。該分析方法具備高靈敏度和低檢出限的特點(diǎn)，使得單次進(jìn)樣即可實(shí)現(xiàn)高通量的PFAS分析。此外，針對(duì)過(guò)去只能通過(guò)GC-MS分析的揮發(fā)性/半揮發(fā)性PFAS化合物，我們通過(guò)優(yōu)化質(zhì)譜參數(shù)和離子源條件，實(shí)現(xiàn)了在LC-MS上的分析。”

 

王亞韡研究員等還開(kāi)發(fā)了超短鏈PFAS的分析方法。超短鏈PFAS由于其在環(huán)境中的普遍存在和日益增加的環(huán)境問(wèn)題，最近引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。其中，三氟乙酸（TFA）在各種環(huán)境中的濃度不斷上升，遠(yuǎn)高于其它PFAS。此外，哺乳動(dòng)物毒性研究表明，TFA具有生殖毒性和肝毒性。然而，過(guò)去超短鏈PFAS分析極為困難。這是因?yàn)槠渚哂袠O強(qiáng)的親水性和高極性，常規(guī)反相色譜柱無(wú)法對(duì)其進(jìn)行有效保留，導(dǎo)致其迅速溶出。

 

“為了克服超短鏈PFAS特有的分析難題，我們考慮使用SFC進(jìn)行突破。在島津的協(xié)助下，我們開(kāi)發(fā)了一種利用超臨界流體色譜（SFC）獨(dú)特分離選擇性的分析方法，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)5種高極性超短鏈PFAS的高效環(huán)保分析。利用SFC質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，使得原本在LC-MS中難以檢測(cè)的超短鏈PFAS的精確定量成為可能。”王亞韡研究員表示。

 

如今，環(huán)境問(wèn)題日新月異，新的環(huán)境污染物不斷被發(fā)現(xiàn)，多種化合物復(fù)合污染的健康問(wèn)題成為新的研究熱點(diǎn)。與此同時(shí)，分析技術(shù)的革新使得過(guò)去難以檢測(cè)的物質(zhì)變得能夠被準(zhǔn)確檢測(cè)。今后，對(duì)新污染物的有效監(jiān)管也將成為一項(xiàng)重要課題。

 

成立合作實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)研究邁向新階段

 

隨著公眾對(duì)環(huán)境問(wèn)題關(guān)注度的提升，2019年，經(jīng)中國(guó)科學(xué)院黨組和浙江省委省政府批準(zhǔn)，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（簡(jiǎn)稱“國(guó)科大”）與杭州市合作共建了國(guó)科大杭州高等研究院（簡(jiǎn)稱“杭高院”），是國(guó)科大直屬的二級(jí)學(xué)院、杭州市直屬正局級(jí)事業(yè)單位和浙江省首批省級(jí)新型研發(fā)機(jī)構(gòu)。杭高院旨在推動(dòng)科技創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合，并為地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供支持。其中環(huán)境污染防控與人群健康保障是杭高院環(huán)境學(xué)院的重要研究方向。

 

島津中國(guó)創(chuàng)新中心（CIC）與國(guó)科大杭高院計(jì)劃于2025年4月攜手成立合作實(shí)驗(yàn)室。此次合作將進(jìn)一步加強(qiáng)CIC與國(guó)科大杭高院“王亞韡教授工作室”之間的緊密聯(lián)系，共同致力于將新污染物研究推向新的發(fā)展階段。

 

王亞韡研究員對(duì)島津的分析儀器給予了高度評(píng)價(jià)：“即使在長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的使用下，島津的儀器仍能保持高靈敏度、高穩(wěn)定性和耐污染性，非常適合新型污染物的分析。”

 

“島津的售后服務(wù)和支持體制非常出色。首先，設(shè)備故障時(shí)能夠快速響應(yīng)，憑借專業(yè)的技術(shù)支持，問(wèn)題得以精準(zhǔn)解決。同時(shí)，定期進(jìn)行檢查，時(shí)刻掌握使用情況，并提供關(guān)于維護(hù)的適當(dāng)建議。得益于這些，我們能夠穩(wěn)定地運(yùn)行儀器。”

 

“通過(guò)合作實(shí)驗(yàn)室，我們希望加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，加速研究成果的實(shí)用化。我們的目標(biāo)不僅限于中國(guó)，還希望為全球環(huán)境問(wèn)題的解決貢獻(xiàn)力量。作為研究的強(qiáng)力伙伴，我們期待島津繼續(xù)開(kāi)發(fā)新型分析儀器。我們希望通過(guò)與島津的合作，構(gòu)建創(chuàng)新的研究平臺(tái)，并推動(dòng)專業(yè)人才的培養(yǎng)。”王亞韡研究員對(duì)未來(lái)充滿期待。

 

為應(yīng)對(duì)環(huán)境問(wèn)題，島津在中國(guó)提供多種解決方案，并將其成果推廣至全球。