专业平台

环境化学与生态毒理学国家重点实验室仪器平台
发布时间:2017-05-09

 

环境化学与生态毒理学专业平台包括用于环境生态毒理研究、样本制备及前处理、PTS常规分析仪器、材料表征及分析的四个部分大型分析仪器,环境化学与生态毒理学专业平台的所有仪器对外开放,其中大型仪器加入了中国科学院大型仪器共享管理系统,是北京地球系统与环境科学区域中心的特色平台,通过区域中心对全社会开放,为我国的环境公益性研究提供支撑。全部大型仪器设备如FT-MS、Orbitrap、LC-Q-TOF-MS、ESR、MC-ICP-MS、场发射透射电子显微镜、小动物活体成像系统、激光共聚焦显微镜、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、全二维气相色谱质谱联用仪、加速溶剂萃取仪等全部运行正常。实验室仪器平台十分注重对仪器设备的管理与维护,并建立了集中管理、共享开放和有偿使用的原则。所有大型仪器设备采用专人负责制,尽全力保证室内外科研人员的研究需求。所内人员使用仪器设备前须通过上机操作培训,经考核合格后,可以独立使用,如遇到技术问题,可以随时请求仪器专职管理人员帮助。在机时允许情况下,对所外科研人员经过网上预约系统按顺序安排服务。该平台目前包括如下分平台:

高分辨质谱分析平台:拥有傅里叶变换离子回旋质谱仪FT-MS 1台,飞行时间高分辨质谱仪Q-TOF-MS 1台,全二维飞行时间GCXGC-TOF-MS质谱仪1台,液相-Orbitrap-质谱联用仪1台。该平台为院重大突破方向“典型污染物的环境暴露与健康危害机制”研究和我中心承担的多项国家科学研究重点项目和国家自然科学基金项目提供了强有力的技术支撑服务,并取得了一系列研究成果。如基于此仪器成功开发了新型激光解吸基质和累积时间依赖的Q-FTICR-MS检测超复杂环境有机物的新方法(Anal. Chem. 2016, 88, 12210-12218,Chem. Commun., 2019, 55, 4957-4960),为全面表征复杂环境样品中分子元素组成信息提供了卓越的分析手段。本室的研究人员依托此类技术,首次在大气细颗粒物PM2.5中检测出高达近万种有机物成分(Science of the Total Environment, 2019,668,917-924),为深入理解上述PM2.5的环境暴露行为和健康危害机制提供了全新的数据支持。另外该平台为环境中新型污染物的非靶标筛查工作提供了重要的技术支撑,例如针对全氟类污染物,通过精确的质量数测定,发现全氟类化合物的精确质量数 (质量亏损) 具有显著特征,据此可以高准确地定性此类化合物,从而达到高通量非靶标筛查的目的;通过近八年的系统研究,共发现了文献上从未报道的新型环境污染物共计17大类,161种单体,发表ES&T论文65篇,引领若干新结构污染物的研究,发现的新型污染物已成为国际通用分析方法的重要组成部分。

痕量重金属元素及其形态分析仪器平台: 拥有电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)2台、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)1台,多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)1台。可以满足各种环境介质和生物样品中重金属、类金属、稀土元素以及有机金属化合物形态的研究需要。近年来,利用该平台仪器发展的稳定同位素指纹检测技术首次发现自然水环境体系中的纳米银的稳定 Ag 同位素分馏现象,并根据 Ag同位素组成的稳定变化揭示了纳米银的迁移转化途径和机理,研究结果已在nature nanotechnology上发表;另外通过Si和O双同位素指纹成功实现了SiO2颗粒天然源和人为源的有效区分(Nat. Commun., doi: 10.1038/s41467-019-09629-5),突破了同位素指纹不能用于颗粒物溯源的传统观念,被同行评审专家评价为“对纳米分析和机器学习领域的宝贵贡献”。近日,通过Fe同位素指纹分析证实普通人群体内胸腔积液中提取到的超细颗粒物主要为外源性的,特别是相当一部分来自于大气燃烧源PM2.5(Nat. Commun., doi: 10.1038/s41467-020-16427-x),该工作为PM2.5进入人体循环系统提供了直接证据,为解释PM2.5的全身性健康影响提供了关键数据。

二恶英检测平台:拥有国内最完整、最先进的二恶英类化合物检测所需全套设备和条件,特别是高分辨气相色谱质谱-高分辨质谱联用仪(HRGC-HRMS),可依据国际标准开展二恶英类污染物的检测,为开展二恶英(Dioxin)、多氯联苯(PCBs)及其它POPs的研究和探寻新污染物提供高水平的技术支持。该平台目前已经形成了从样品采集、前处理、到样品检测的一整套非常完善的标准技术体系,是中国唯一能分析列入斯德哥尔摩公约的所有POPs的检测机构,在历次国际盲样考核中均取得优异的成绩,被联合国环境规划署命名为Pilot实验室。另外,这个实验室很早就通过了国家认可委的实验室认可和国家计量认证,并发展了一系列的POPs分析新技术和新方法,比如,该平台建立的高灵敏卤代多环芳烃的分析方法,比文献报道的已有方法的最低检出限低1000倍,目前已经利用此类方法在国内的典型污染区域、以及青藏高原、南极、北极三极开展了大量的污染物环境行为的研究工作。这些新方法的建立极大地推动了我国甚至全球POPs分析水平的提高,因此,获得中科院杰出科技成就奖。


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