省科学院测试分析研究所（中国广州分析测试中心）省化学测量与应急检测技术重点实验室科研团队建立了一种活体微量毛细管采样(MCS)结合基质辅助激光解吸/电离傅里叶变换离子回旋共振质谱(MALDI-FTICR-MS)分析新技术，该技术可实时监测活体植物体内联吡啶季铵盐类除草剂的浓度，评估其在植物体内的吸收和消除行为，为农业生产中因除草剂使用而带来的人体暴露风险提供了有价值的依据。
百草枯（1,1'-二甲基-4,4'-联吡啶二氯盐，paraquat）和敌草快（1,1'-亚乙基-2,2'-联吡啶二溴盐，diquat）均为联吡啶类阳离子季铵盐，具有高水溶性和低挥发性，属于非选择性触杀灭生型除草剂，因其价格低廉，曾在全球范围内作为除草剂被广泛使用。百草枯和敌草快对人和动物具有很强的毒性，易对生态环境造成危害并通过食物链威胁人体健康。
研究团队率先开发出MCS活体采样和MALDI-FTICR-MS快速分析技术（分析流程见图示）。该技术具有成本低、样本用量少、快速、高通量、高灵敏等特点，全分析流程20分钟内完成。
小白菜活体微毛细管采样和快速分析示意图
研究团队发现，小白菜对百草枯和敌草快的吸收能力有显著性差异，相对更容易吸收敌草快，且两者在不同小白菜个体之间也存在显著性的吸收差异。长时间的暴露实验发现，一组小白菜根系持续暴露在百草枯和敌草快污染（初始浓度均为100 μg/L）的水环境中，该组小白菜根系会持续吸收该两种污染物，当两者在小白菜茎内汁液的浓度分别达到约500 μg/kg时，会使植株枯萎死亡。进行消除实验时，将吸收有百草枯和敌草快的活体小白菜根系浸泡在空白培养液中培养，小白菜茎内汁液的两种除草剂浓度逐渐降低，而空白培养液中会检出百草枯和敌草快，说明除草剂会被小白菜通过根系以原型的形式排出体外。依据消除跟踪实验测试结果，计算出百草枯和敌草快的半衰期分别为1.32和1.86 d。在消除实验的第18天，百草枯和敌草快在活体小白菜体内仍有检出，说明两者均难以通过小白菜自身的正常代谢达到完全清除和降解。
相关研究成果以“In vivo microcapillary sampling coupled with matrix-assisted laser desorption/ionization fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry for real-time monitoring of paraquat and diquat in living vegetables” 为题发表于发表在农林科学领域权威期刊《Food Chemistry》，测试所（中广测）为唯一第一和通讯作者单位，上述工作得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金和广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132998
（省科学院测试所 陈超/供稿）
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