高能物理研究所基于大科學裝置的金屬組學研究獲進展

金屬組學是系統研究生命體內自由或絡合的金屬/類金屬的分布、含量、化學種態及功能的一門新興學科。大科學裝置可為金屬組學研究提供卓越平臺，發展新的金屬組學研究框架。

　　近日，中國科學院高能物理研究所與東北大學等合作，以硒超富集植物-堇葉碎米薺（Cardamine violifolia）單粒種子為研究對象，借助北京同步輻射裝置X射線熒光微分析實驗站硬件和軟件功能升級契機，發展了基于同步輻射X射線熒光二維/三維成像技術、同步輻射X射線吸收譜技術、二維質譜成像技術以及微區計算機斷層掃描（micro-CT）技術的空間金屬組學（spatial metallomics）研究框架，實現了堇葉碎米薺單粒種子中有機硒和無機硒的原位二維/三維成像（圖1），首次發現堇葉碎米薺種皮中存在甲基硒代化合物，加深了對堇葉碎米薺富硒機制的認知。

　　相關研究成果以Spatial metallomics reveals preferable accumulation of methylated selenium in a single seed of the hyperaccumulator Cardamine violifolia為題，發表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。這是北京同步輻射裝置X射線熒光實驗站首次利用飛掃技術結合連續切片技術實現樣品中元素三維成像（圖2）。

　　研究工作得到國家自然科學基金的資助，并獲得北京同步輻射裝置、高能同步輻射光源相關線站的支持。

圖1.堇葉碎米薺單粒種子的空間金屬組學研究框架

圖2.同步輻射X射線熒光譜飛掃技術結合連續切片技術實現樣品中元素三維成像