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DESI新应用 | ES&T封面文章:生菜中全氟聚醚类替代物的积累、转运和分布机制

来源：沃特世科技（上海）有限公司(Waters) 分类：成果 2023-12-07 17:53:56 13阅读次数

近期，中山大学分析测试中心使用DESI技术助力中山大学环境科学与工程学院王诗忠教授、仇荣亮教授团队发表《Environmental Science & Technology》封面文章：生菜中全氟聚醚类替代物的积累、转运和分布机制 “New Insights into the Accumulation, Transport, and Distribution Mechanisms of Hexafluoropropylene Oxide Homologues, Important Alternatives to Perfluorooctanoic Acid, in Lettuce (Lactuca sativa L.)”（IF 11.4）。

该研究从植株、组织和细胞水平系统地研究了全氟聚醚类（HFPO）替代物在生菜中的吸收累积差异，并利用可视化技术（DESI-MS）探究了目标物的转运分布机制，揭示了导致HFPO-DA易于向生菜可食部位转运累积的内在机制。对上述相关机制的阐明，拓展了学界对HFPO类替代物在土壤-作物系统中的迁移转化行为及机制的认识。

DESI-MS图像直观地表明，HFPO类替代物在组织分布上的差异是生菜吸收和转运差异的关键影响因素（图1）。随着PFASs疏水性（log Kow）的增加，它们在表皮和皮层中的占比增加，但在木质部中的占比却急剧下降（图1），其中只有HFPO-DA在木质部的含量要高于皮层，这也说明疏水性较高的HFPO-TA和HFPO-TeA易于被固定在根表皮和皮层中，难以从皮层向木质部运输，而疏水性较低的HFPO-DA易于转运至木质部从而向地上部累积。

图1. HFPO类替代物和PFOA在生菜茎和根切面中的DESI-MS成像分布。DESI-MS图像中的颜色由暗到亮表示PFASs的离子强度从0%增加到100%。ep，表皮；co，皮层；ph，韧皮部；xy，木质部；pi，中柱。

该研究系统地阐明了生菜对HFPO类替代物在生菜中的吸收和转运机制（图2），其中涉及吸收动力学和吸收通道、吸收再分配、组织和亚细胞分布等过程：

根系分泌物增加了根际DOC含量，进而改变了DF含量。这活化/降低了HFPO-DA/-TeA的生物可利用度；

生菜对HFPO类替代物的吸收是一个由载体介导且需要能量的主动吸收过程，涉及不同类型的阴离子通道，而HFPO-DA可以额外利用水通道蛋白进行转运；

HFPO-DA主要分布在易于迁移的可溶性部分，而HFPO-TeA主要被固定在细胞壁和细胞器中；

HFPO-DA易于穿过根皮层到达维管束，然后经木质部和髓向地上部运输；而HFPO-TeA主要被固定在根表皮和皮层，难于向地上部运输。

图2. 生菜中HFPO-DA和HFPO-TeA累积差异的综合机制模型

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