溶解性有機質(DOM)是自然水體、土壤和沉積物中普遍存在的一類重要物質，在生態系統中扮演著多重關鍵角色： DOM就像天然的"防曬霜"，能夠有效減弱紫外線對水生生物的傷害;它還能與各類污染物相互作用，影響其遷移轉化過程;通過分析DOM的組成，還可以追溯其來源區域的土地利用情況。更值得注意的是，DOM在碳循環中占據著重要的地位：基于"微生物碳泵"機制，DOM成為連接不同碳庫的重要紐帶。因此，深入研究DOM的組成和循環，對于揭示碳循環和營養鹽循環的奧秘具有特殊意義。

但自然界中不同水體類型中的DOM，尤其是難降解部分，往往表現出高度相似性。因此，如何獲得更加清晰、具有代表性的DOM“指紋圖譜”，是方法研究中的關鍵點之一。理論上，提高儀器分辨率能獲得更細致的DOM圖譜。例如，21T超高磁場的FT-ICR MS能提供極高分辨率，但此類設備價格昂貴，僅有少數實驗室配備。而單單是提高一倍分辨率的15T-FT-ICR MS，設備費用相對常規的7T就增加了數千萬人民幣。因此，在現有常規設備的條件下，優化方法以提升DOM信號的分辨率和檢出通量是亟待解決的問題。

為此，我們采集了典型端元水體(表層、深層海水，濱海紅樹林沉積物間隙水、內陸濕地間隙水，以及河水樣品)進行方法調試和驗證。基于當前常用的7T 、9.4T和12T FT-ICR MS設備，本研究比較了多種分辨率調整策略。這三種磁場強度代表了目前較為普及的儀器類型，研究結果可為使用不同儀器的研究人員提供優化思路，也有助于推動DOM研究方法的標準化和數據共享。結果表明，根據不同水體來源的特征差異和研究目標，相應的DOM信號調試策略也不同(圖1)。該研究不僅有效提升了溶解有機質的信號(圖2)、增強了不同水體端元(河流、間隙水、海水)指紋圖譜的差異化特征，也提出了在不同分辨率條件下具有可信度的變異系數區間(圖3)，從而提升了不同實驗室之間信號的可比性。

相關研究以“Refining Resolution Settings for Analysis of Dissolved Organic Matter in Varied Natural Environments by FT-ICR MS”為題發表在ASLO旗下水生生態學和海洋學領域專業期刊Limnology and Oceanography – Methods(《湖沼學與海洋學：方法》)。中國科學院華南植物園可持續生態學團隊成員甘淑釵為論文的第一作者，王法明研究員為通訊作者，合作單位包括中國廣州分析測試中心、中科院廣州地化所及哈佛大學。該研究得到國家自然科學基金項目、“一帶一路”國家與國際科學組織聯盟項目、國家重點研發計劃、中國科學院青年創新促進會項目、廣東省應用植物學重點實驗室等項目資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1002/lom3.10696

圖1. 基于超高分辨質譜FT-ICR MS分析有機質的信號調試策略指南概要圖

圖2. 不同參數設置對溶解有機質“指紋圖譜”特征的影響示意圖

圖3. 不同方法設置條件下溶解有機質的組成變化、變異系數雷達圖及生物可利用指數變化