近日，中国科学技术大学环境科学与工程系在植物对卡马西平（Carbamazepine, CBZ）诱导的空间异质性毒性机制研究方面取得了新进展。相关研究以“Unmasking Spatial Heterogeneity in Phytotoxicology Mechanisms Induced by Carbamazepine by Mass Spectrometry Imaging and Multiomics Analyses”为题，在Environmental Science & Technology发表补充封面文章（DOI: 10.1021/acs.est.4c04628）。

药品和个人护理产品（PPCPs）由于被广泛使用且具有持久性，已成为各种环境介质中一类快速增长的环境污染物。这些物质可通过多种途径被植物吸收富集，导致植物毒性。了解PPCPs对植物的伤害机制以及相应的解毒和胁迫反应对于评估其生态效应至关重要。然而，以往对PPCPs在植物组织中分布的研究较为有限，对其毒性作用的空间异质性认识不足。本研究利用解吸附电喷雾电离质谱成像（DESI-MSI）技术，首次观察到典型PPCPs类药物卡马西平（CBZ）及其转化产物在植物叶片边缘富集的现象。结合多组学分析、叶绿素荧光成像和氧化损伤表征等方法，进一步揭示了CBZ对叶片造成的空间异质性毒性胁迫，具体表现为叶片边缘更严重的氧化应激损伤和光合作用抑制。在此基础上，本研究提出利用原位拉曼光谱技术在靶点富集区域监测活性氧水平，从而实现对CBZ诱导的植物损伤的早期检测。研究成果为PPCPs的空间毒理学研究提供了新的思路和方法，有助于更准确地评估外源污染物对植物造成的实际毒性风险。

图 卡马西平在植物叶片中的分布及其毒性响应机制示意图

 该研究得到国家自然科学基金和安徽省重点研发计划项目的资助，同时也感谢合肥国家同步辐射实验室BL04B质谱线站的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.est.4c04628