生物環境前沿探索 合作同繪創新藍圖
——訪北京師范大學珠海校區-安捷倫科技合作共建前沿技術實驗室
近日，北京師范大學珠海校區-安捷倫科技合作共建前沿技術實驗室簽約揭牌儀式在珠海舉行，雙方將依托北京師范大學珠海校區的理工實驗平臺，在生物與環境科學交叉學科的前沿研究課題開展深入合作，并通過應用安捷倫先進的分析測試技術平臺，共同開發新型檢測研究方法。在簽約揭牌儀式現場，分析測試百科網采訪到北京師范大學珠海校區理工實驗平臺主任劉新會教授，以及安捷倫科技大中華區南大區整機銷售總經理楊亮、業務發展及應用實驗室經理張之旭，他們一同回顧本次攜手共贏的合作契機，并分享了前沿技術實驗室的研究工作及未來發展方向。
劉新會教授主持承擔了國家重點研發計劃課題、山東省重點研發計劃項目、國家973專題、國家自然科學基金以及生態環境部等委托課題數十項，在水環境污染物的遷移機制、轉化機理、檢測方法、控制技術以及預測模型等研究方面成果豐碩；在EST等國際知名環境期刊發表SCI論文150余篇。
北京師范大學珠海校區管委會副主任寧少林（左）與
安捷倫科技大中華區南大區整機銷售總經理楊亮共同為合作實驗室揭牌
北京師范大學珠海校區理工實驗平臺主任劉新會（左）與
安捷倫科技業務發展及應用實驗室經理張之旭共同簽署合作協議
天時地利促共建 科技創新繪藍圖
北京師范大學珠海校區-安捷倫科技合作共建前沿技術實驗室，雙方將在生物與環境科學交叉學科的前沿研究課題開展深入合作，引入安捷倫細胞分析與基因診斷等技術和產品，結合理工實驗平臺全面提升校區環境學科建設、人才培養、科學研究和成果轉化，推動環境毒理學研究、環境對人體/生物的暴露等研究方向的發展，全面服務粵港澳大灣區經濟建設和科技創新。
北京師范大學珠海校區理工實驗平臺主任 劉新會
北京師范大學珠海校區理工實驗平臺主任劉新會教授表示，前沿技術實驗室的建設，是基于百年未有之大變革的科學大時代需求。當前是科學大爆發的時代，百年中的每一步都很關鍵；在當前大時代背景下，對各種技術的需求大幅增長，科學技術的創造也最可能在當前時代發生。這是雙方合作的愿景和契機，希望大家共同抓住這個時代機遇，在科學和科研大爆發的當下，共同實現高速、高品質發展。
安捷倫科技大中華區南大區整機銷售總經理 楊亮
安捷倫科技大中華區南大區整機銷售總經理楊亮談到合作契機時表示，首先是地理位置，粵港澳大灣區是我國當前重點發展的區域，未來將形成世界級的創新城市群，而北師大珠海校區正處于粵港澳大灣區。其次，北師大珠海校區有非常活躍的創新環境，建立了一流的人才培育基地，生物交叉科研前沿基地等，這與安捷倫的創新理念非常吻合。安捷倫倡導科技創新，長久以來與業內專家教授長期合作。在上述理念一致的前提下，雙方利用各自的優勢——北師大的人才和學科優勢以及安捷倫的技術和儀器優勢，共同打造基于生物環境交叉學科的一流科技創新平臺，共同為粵港澳大灣區服務。
著眼未來 第一階段4步走
關于雙方合作的具體內容，安捷倫科技業務發展及應用實驗室經理張之旭表示，這是一種新的合作模式，雙方將著眼未來，擬定在不同階段解決不同問題，如新型污染物的篩查、分析等。
安捷倫科技業務發展及應用實驗室經理 張之旭
生物與環境交叉前沿技術實驗室的發展規劃分幾個階段，在第一階段，首先將集中于非靶標物質篩查的研究，如揮發性/半揮發性物質、新型污染物非靶向物質篩查等；其次是建立揮發性有機物/半揮發性有機物高分辨質譜數據庫，這將為篩查提供基礎；第三是利用液質聯用、GC-Q-TOF高分辨氣質聯用等儀器，研究揮發性/半揮發性物質的代謝原理途徑和代謝產物，并進行毒理學分析；第四是基于串聯質譜聯用儀器，將篩查過的非靶標的物質中毒性大、出現頻率多、濃度高的化合物變成目標化合物的檢測，同時開展靶向代謝途徑、代謝產物以及將來對環境污染的影響等研究。
劉新會表示：對于高校來說，同安捷倫的這項合作本身就是科研創新，而且非靶標物質研究是一個技術的高地。首先，代謝組學、非靶向物質的識別和篩查、源解析等都是前沿實驗室感興趣的研究方向；此外，還將對環境體系中的各種污染物，追蹤其變化和來源。
非靶標篩查技術可應用于環境污染物源解析中。比如若要弄清水環境中污染物的來源，如果檢測出水中污染物來源是養豬場的，需要確定是哪家的養豬場排放，這需要一個或多個標志物。因此，我們正在考慮引入代謝組學方法，通過研究其特征指紋圖譜來進行非靶標篩查。上述研究都離不開先進的儀器和分析手段，技術的開發也至關重要。
接下來將開展物質形態和亞分子態的研究。環境自然體系中，簡單、純粹的污染物比較容易檢測；但環境污染物非常復雜，不僅需檢測不同的污染物，而且需要直接識別其中的物質形態。如何在不破壞分子間作用力的情況下把物質和其它的結合分開，區分和識別物質的多種形態，是一項很大的挑戰，也是我們正在研究的方向。比如，水里有金屬顆粒，金屬顆粒并不一定以金屬離子單一存在，可能同水結合，希望可以用儀器在不破壞結構的情況下分析出這些結合的形態。除了結合較近的水分子，還有一些松散的結合態如酒精分子，我們當前能夠測定乙醇的總量，但到底乙醇是自由態還是多簇結合，多少乙醇和多少水分子結合成一簇等，都是研究的目標。此外，有些物質進入人體以后會發生哪些變化，變化的機理也是未來研究的方向。
早期的研究是單一的、簡單的物質，現在我們的研究要用到真正的亞分子態，目前可能是世界性難題。因此在前沿技術方面，希望前沿實驗室能夠同安捷倫合作、碰撞，積極探索實現技術的飛躍，做出實質性的貢獻，促使科技發展得越來越好。
楊亮表示，合作中安捷倫的投入將包括兩方面：科研投入、以及打造符合法規的智能化流程。
首先，安捷倫自身在科研方面已經提升策略，原來傳統方法是分析某個分子、某個化合物，只是分析篩選；現在更關注整個流程。比如篩查出某物質后，關注其對生物體、對基因的作用及影響，將分別從篩查、細胞影像、基因影響等幾個方面，從整個流程角度開展研究。正如剛才劉新會教授所述，進行某個分子的識別和含量比較簡單，但分子進入細胞后和原生態不一樣。因此雙方開展的科研合作，首先是整合安捷倫原來傳統的化學分析儀器，進行前期的物質篩查；然后擴展到細胞等生物領域，合作打造整個生物環境分析的新流程，而不僅僅是傳統的環境檢測。
第二點，當篩查后確定了目標化合物，很重要的是形成標準。我們將關注新的環境法規的變化，并開展本地化研究。比如新的飲用水標準發布后，將打造出整個流程，來實現實驗室的信息化和智能化，提高實驗室效率。
劉新會表示，各種物質處于不同形態影響不同，簡單的測定分子和總量等方法不足以闡述其影響；希望安捷倫能做到更精確、精準。此外，行業未來的趨勢是交叉，除了研究具體成分，還需結合大數據、人工智能、深度學習，去建立模型和實現預測，這是交叉學科最重要的意義。生物、環境、化學、毒理等理工平臺的所有儀器設備，都會放到理工實驗大平臺上，各個學科可能后期都將同安捷倫合作，前沿實驗室本身就包括很多課題，所有能夠合作的方向都可以進一步深度拓展。
張之旭補充說，為實現真正的檢測，建立模型如毒理模型非常重要，可以避免或少走彎路。收集前期大數據、建立好模型，對生物體和細胞有毒理影響的，可再針對其研究代謝產物，這種代謝流的方法，比傳統找到靶標物質后研究其結構更有效率。
因此，前沿實驗室前期合作側重傳統非靶標篩查；接下來找到篩查出的標志物，研究其對環境、對基因的影響；當確定其影響后，再進行代謝產物、毒性、毒理分析，最終核實確實對環境有害；最后對建立國家標準時提供有效的基礎數據。
被訪人合影（從左至右：安捷倫科技大中華區市場部環境行業經理練慧勇，安捷倫科技大中華區南大區整機銷售總經理楊亮，北京師范大學珠海校區理工實驗平臺主任劉新會，安捷倫科技業務發展及應用實驗室經理張之旭）
進一步的合作研究
劉新會教授主要從事水環境污染物的環境行為、環境效應、環境風險和控制技術研究；主持承擔了國家973專題、國家自然科學基金以及環境保護部等課題數十項，在水環境污染物的遷移機制、轉化機理、檢測方法、控制技術以及預測模型等研究方面成果豐碩；分別在EST等國際知名環境期刊發表SCI論文110余篇；也是中國POPs履約PCBs戰略實施咨詢專家。
“我的研究背景是環境化學，研究方向注重于環境污染物在環境體中的遷移、轉化，并開發新的技術。”劉新會表示，“環境污染物不是單單的檢測問題，我們要研究清楚：微觀納米級顆粒物質到底如何發生變化？微觀界面的水和大氣之間物質如何改變？水和沉積物之間微界面如何變化？這些過程中遇到很多問題，如微界面物質的檢測，在真正模擬的環境體系中，不同形態的物質是什么、怎么分布？微量痕量物質的檢測也會遇到很多瓶頸。”
在污染物毒理學方面，課題組研究不同污染物體系如何發生作用，毒理效應如何發生影響等方向。近兩年集中于污染物源解析，如水體系、新興污染物、抗生素類等的污染物源解析。
比如抗生素種類很多，不同物質結構、不同環境形態，性質表現都不同；課題組研究水體環境介質中的富存問題，對抗生素的風險管理提供支撐依據。課題組創新性地闡釋了細顆粒態的富存、細顆粒的形態轉化規律問題。劉新會表示：“我們在水環境中進行抗生素類研究不是做簡單的富集，而是進行抗生素的形態分析，通過光化學、分子生物學、微生物學等技術研究抗生素在水中是直接溶解還是吸附在顆粒物上，是吸附在大顆粒還是細顆粒物上，又是如何產生影響的。”
在新污染物微塑料方面，課題組從2010年開始研究其吸附問題，并原創性地發現：并非顆粒態越小吸附就越大，而存在尺度等形態效應，如對聚乙烯塑料球，隨顆粒物顆粒態變小，吸附能力先逐漸增大，但到約80納米又會減少，出現一個臨界值，目前還需進一步闡釋其機理。
張之旭談到，除了微塑料本身對環境的影響，微塑料亦有很多添加物。今年5月在瑞士日內瓦召開的化學品三公約締約方大會上，通過了將UV-328列入POPs公約管控化學物質的科學家建議。PVC中的UV-328作為抗老劑添加，需要研究整塊塑料變成微塑料以后的毒性毒理的釋放過程。安捷倫有形態分布的儀器，這是將來前沿實驗室合作的另一個方向。新的污染物在不斷擴大，入約的物質也在不斷增加，新的國際標準變化以后，雙方合作的范圍深度廣度也在不斷變化。劉新會亦表示，追蹤微塑料在生物體內運轉遷移的規律很重要，需研究顆粒物是進入細胞壁、還是突破細胞壁進入細胞膜，上述研究均需要安捷倫這樣的技術引領的公司支持。
此外，復合污染物的研究也是未來的合作方向。劉新會表示，人與動物接觸到的污染物種類繁多，同研究中藥中各種物質相互作用機制類似，需要大量科研人員做更多的工作。復合污染物對人類健康的影響巨大。在國內經濟快速發展的同時，出現各種高強度的、國外多年未遇到的環境污染物，很難闡釋清楚這些污染物對健康的影響。比如霧霾中重金屬有機物等都進入肺部，但此后霾顆粒是攜帶污染物一起進入細胞還是血液、體液，到達哪些靶點，都還未闡釋清楚。分析復合污染物中的不同污染物，分析其毒理效應，而且研究污染物對不同個體、不同生物體之間的影響和關聯，都是挑戰性的課題。比如用模式生物做藥理和毒理實驗，雖然和人的差異性不大，但仍有差異性，能否更精準化，還需要開展更多的研究工作。
儀器助力科學研究
科研工作的成功離不開科研人員屢敗屢戰的努力做研究，而好的分析儀器與全面的應用方案能讓科研工作的開展事半功倍。
“我的課題組一直在用安捷倫的儀器”，劉新會回顧說，“我讀博時使用安捷倫液相色譜，到北師大后，當時進的第二臺大型儀器是瓦里安（后被安捷倫收購）儀器，因此2003-2004年我們就與安捷倫共建了合作實驗室。現在我們課題組一直在用安捷倫GC-Q-TOF質譜，三重四極桿LC-MS/MS，LC-Q-TOF高分辨質譜等，我們的研究工作離不開安捷倫的儀器。”
談到未來的期望，劉新會表示，首先，希望安捷倫可以幫助建立、實現上述談到的前沿技術，發揮行業的引領作用。此外，環境中微量污染物的檢測最大的難題是前處理工作，希望安捷倫可發展配套技術。
楊亮表示，前處理流程化也是安捷倫未來的發展方向，這需要通過科研人員將前處理的流程摸清楚。比如海水普查，前處理只有液液萃取和濃縮兩步，已經可實現自動化、流程化；但土壤前處理還需要更多凈化步驟，還需要摸索與設計。
另一方面，提升儀器靈敏度需要更長時間，而通過樣品前處理濃縮凈化并優化流程，可以更快地提高檢測靈敏度。安捷倫此前在奶粉中氯丙醇測定的流程開發中，用常規儀器加裝實驗裝置等方式實現前處理流程化，實現了自動衍生、凈化處理等，既保證了儀器靈敏度，又提高了實驗室效率。
不斷創新 本土化制造和解決方案
關于安捷倫在環境保護研究領域的發展策略和未來方向，楊亮談到幾點：
首先是創新。創新一直是安捷倫的價值觀，安捷倫在創新研發的投入占比很高，通過不斷地創新研發，為全球客戶提供性能更高、更可靠的儀器設備。
第二是不斷加大投資力度，進一步加大在中國國內的制造能力。具體而言，安捷倫擴大了上海的應用中心，從原有色譜產品線不斷擴展到光譜、質譜，立足中國服務中國，安捷倫將持續為中國用戶和環境建設提供強有力的支持。
第三，利用安捷倫本地的中國解決方案中心，提供更多本地化解決方案。其中包括水、土、氣、生物樣本生物領域等，比如新污染物的解決方案。
隨著《新污染物治理行動方案》的發布，各地以省為單位，陸續發布了新污染物治理的三年規劃，安捷倫一直保持高度關注并積極跟進。推出儀器的同時推出新污染物的創新解決方案；根據各地用戶的需求定制化提供全程解決方案；積極參與環境保護研究，和相關科研機構開展定期的合作項目，不斷保持在前沿領域的與創新，不斷提供新污染物的解決方案。楊亮強調：“目前新污染物的正式檢測標準還沒有真正落地，我們希望在接下來的2-3年中，安捷倫積極貢獻自己的力量。”
第四，確保用戶良好的滿意度，用更好的技術支持和售后服務，確保用戶在購置設備之后的體驗，并不斷提升滿意度。
第五，持續同中國用戶開展合作，比如同北京師范大學珠海校區共建前沿實驗室就是一個合作的典范。
除了上述幾點，安捷倫將一直致力于技術創新和智能化，數據管理和信息共享，合作和協同創新，最終促進中國生態環境的協同發展。
北京師范大學珠海校區理工實驗平臺實驗室一角
