环境健康发展战略规划研究 实验技术与方法专题组 中国疾控中心环境所 2015年7月24日.

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1 环境健康发展战略规划研究 实验技术与方法专题组 中国疾控中心环境所 2015年7月24日

2 专题研究简介 研究报告

3 一、专题研究简介 1.研究目的 梳理环境健康领域的重要实验技术与方法及所需的仪器设备，为我所实验室能力建设及十三五规划提出工作建议。

4 2.研究思路 环境健康 研究领域 污染物 实验技术 仪器设备 大气、水、土壤、生物 重要、新型污染物 暴露检测健康效应检测 仪器设备清单
现状 实验技术研究方向 差距分析 人员 实验室能力建设建议 环境所 2.研究思路

5 3.研究方法与工作机制 1）专家咨询 2）文献查阅 3）实验室考察 4）仪器公司资料调查 5）工作例会 6）信息交流共享

6 二、研究报告 前言 环境健康重点研究领域实验技术与方法 环境所实验技术与仪器设备现状分析及建议 附件 环境健康领域实验技术及实验室考察

7 研究报告--环境健康重点研究领域实验技术与方法
大气 挥发性 有机物 重金属 多环芳烃 微生物 水 全氟化合物 消毒副产物 内分泌 干扰物 药品和个人护理用品 土壤 持久性有机污染物 农药残留 纳米 生物样品 血-重金属 血清-持久性有机污染物 尿-邻苯二甲酸酯等

8 1.大气污染与健康研究中重点污染物的检测技术
挥发性有机污染物 外暴露检测 健康效应检测 多环芳烃 重金属 微生物 大气颗粒物微生物 室内微生物

9 1.1大气/挥发性有机污染物 VOCs 沸点：50℃-260℃；室温下饱和蒸汽压超过133322kP 易挥发、特殊气味、刺激性
光化学烟雾前驱物质 VOCs（化学结构）：烷类、芳烃类、酯类、醛/酮类、脂肪醇类、脂肪酸类、萜烯类等。 目前已鉴定出的有300多种。 空气样品中检出频率较高的挥发性有机物（60余种）

10 大气/挥发性有机污染物 挥发性有机物 采样 容器捕集法 固体吸附剂法 预处理 溶剂解析法 固相萃取法 吹扫捕集法 低温预浓缩-热解析法
仪器分析 气相色谱法 气相色谱质谱法 外暴露 大气/挥发性有机污染物

11 大气/挥发性有机污染物 基因多态性分析 呼吸系统毒性 及刺激症状 酶联免疫吸附技术（ELISA）
挥发性有机物 呼吸系统毒性 及刺激症状 基因多态性分析 酶联免疫吸附技术（ELISA） 蛋白免疫印迹技术（Western Blot） 遗传毒性 彗星实验 胞质阻断双微核实验 流式细胞术 实时荧光定量PCR（RT-PCR） 高效液相色谱-串联质谱（DNA加合物的检测） 神经毒性 ELISA技术（神经营养因子表达） 生化分析仪（氧化损伤、神经递质等生化指标） RT-PCR(基因表达) 生殖毒性 显微观察技术 ELISA技术（检测性激素水平） 免疫组化技术（测定胎盘受体表达） 造血系统致癌毒性 全自动血细胞分析仪(分析外周血象) 噻唑蓝（MTT）（测定细胞活性） 人类全基因组芯片技术 健康效应 大气/挥发性有机污染物

12 1.2大气/多环芳烃 PAHs 两个以上苯环以稠环形式相连 高熔点、高沸点、低蒸气压、热稳定性 主要分布在气相和悬浮颗粒物上
超过100多种。 33种多环芳烃的结构

13 大气/多环芳烃 多环芳烃 采样 纤维滤膜法 固体吸附剂法 预处理 索式提取法 超声提取法 超临界流体提取法 仪器分析 气相色谱法
气相色谱质谱法 高效液相色谱法 外暴露

14 蛋白免疫印迹技术（Western blot）
大气/多环芳烃 多环芳烃 基因组学技术 实时荧光定量PCR技术（RT-PCR) 基因芯片技术 彗星试验 蛋白组学技术 二维凝胶电泳技术 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 （MALDI-TOF-MS） 蛋白免疫印迹技术（Western blot） 实时荧光定量PCR技术 健康效应 分子生物学-毒性作用机制

15 1.3大气/重金属 重金属 采样 TSP采样器 PM10采样器 PM2.5采样器 预处理 微波消解 电热板消解 仪器分析 原子吸收分光
光度法 电感耦合等离子体发射光谱法 电感耦合等离子体质谱法 外暴露

16 大气/重金属 重金属 重金属离子与其他重金属离子 ICP-MS ELISA 重金属-持久性有机化合物 流动注射-冷原子吸收光谱法 健康效应
复合污染-协同 致毒作用 大气/重金属

17 1.4-1.5大气/微生物 采样：固体撞击法 液体采样法 微孔滤膜法 空气微生物 大气颗粒物附着 微生物 微生物群落及功能基因 宏基因组技术
室内微生物 内毒素 荧光定量PCR技术 细菌多样性 PCR-DGGE技术 真菌 培养法 GC-MS ELISA 基于PCR技术 采样：固体撞击法 液体采样法 微孔滤膜法

18 大气污染物外暴露检测所需仪器设备表 序号 实验技术 仪器设备 应用 采样技术与设备 容器捕集法 summa罐 大气中VOCs采集 固体吸附剂
采样泵 大气中VOCs、PAHs采集 纤维滤膜法 大气中PAHs采集 采样器法 PM10、PM2.5采样器 大气中重金属采集 重量法 PM10切割器和采样系统 PM2.5切割器和采样系统 采集空气中PM10颗粒物 采集空气中PM2.5颗粒物 前处理技术与设备 固相微萃取 固相微萃取系统 大气中VOCs前处理 吹扫捕集法 吹扫捕集装置 热解析 热解析仪 超声萃取法 超声萃取仪 大气中PAHs前处理 超临界流体萃取 超临界流体萃取装置 电热板消解法 电热板 大气中重金属前处理 微波消解法 微波消解仪 分析仪器 气相色谱法 气相色谱仪 大气中VOCs、PAHs分析 气相色谱质谱法 气相色谱质谱仪 高效液相色谱法 高效液相色谱仪 大气中PAHs分析 原子吸收分光度法 原子吸收分光度计 大气中重金属分析 电感耦合等离子体发射光谱法 电感耦合等离子体发射光谱仪 电感耦合等离子体质谱法 电感耦合等离子体质谱仪 大气污染物外暴露检测所需仪器设备表

19 大气污染物健康效应检测所需仪器设备表 序号 技术 仪器 应用 1 DNA 测序技术 ABI 3730XL型测序仪 基因多态性及基因突变检测
2 ELISA 酶标仪 免疫学指标检测（免疫球蛋白、炎症因子、胰岛素、激素等） DNA氧化损伤产物检测 蛋白质氧化产物检测 3 Western Blotting 垂直电泳仪 分离特定目的蛋白 定性或半定量蛋白表达水平 4 彗星实验 水平电泳仪 DNA链断裂检测 5 实时荧光定量PCR 实时荧光定量PCR仪 mRNA表达定量分析 验证基因芯片筛选分析结果 单核苷酸多态性SNP及基因突变检测 肿瘤、病原体的分子诊断 6 MassArray质谱技术 Sequenom MassArray芯片甲基化分析服务系统 基因分型、DNA甲基化检测 7 DNA加合物检测技术 13CD2标记 超灵敏纳米高效液相色谱-串联色谱 高效液相色谱 检测BPDE-DNA、甲醛-DNA等加合物水平 8 生化分析技术 全自动生化仪 生化指标检测 9 生殖细胞分析技术 计算机辅助机子分析仪 1000倍相差显微镜 精子形态及变化 10 基因芯片技术 Cy5和Cy3荧光标记 人类全基因组芯片 ABI Panther在线工具 基因表达差异分析 11 蛋白组学技术 二维凝胶电泳 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 图像分析识别差异表达的蛋白 鉴定差异蛋白 12 DNA错配修复系统检测技术 体内DNA错配修复系统实验 分析污染物对细胞MMR系统的作用 13 流动注射-冷原子吸收光谱法 流动注射-冷原子吸收光谱仪 检测全血甲基汞和多氯联苯PCBs水平 14 电感耦合等离体质谱 电感耦合等离体质谱仪 检测尿镉水平 大气污染物健康效应检测所需仪器设备表

20 大气微生物检测所需仪器设备表 序号 实验技术 仪器设备 应用 1 撞击法 安德森六级空气采样器 空气微生物采集 2 微孔滤膜法
高通量空气采集器（带PM10、PM2.5分流入口） 3 液体采样法 液体空气采样器 4 DNA测序技术 个人型高通量基因测序系统 检测PCR等分子生物学实验产物的核酸序列，用于微生物鉴定与分型 5 DNA分析技术 高速基因分析系统 分析PCR等分子生物学实验产物的核酸序列 6 宏基因组 高通量测序平台及其电脑分析软件（454平台） 高通量测定分子生物学实验产物的核酸序列，可进行微生物鉴定与分型，分析微生物多样性及群落结构 7 定量PCR技术 荧光定量PCR仪 定量检测微生物浓度 8 电泳技术 变性凝胶梯度电泳及电镜系统 可用于环境中微生物的多样性分析、亲缘关系鉴定、基因突变等方面 9 凝胶成像仪 扩增产物电泳后的条带分析 10 酶联免疫技术（ELISA） 酶标仪 开展蛋白质组学实验必备的基础性仪器 洗板机 与酶标仪配套使用 11 荧光原位杂交技术（FISH） 全自动荧光免疫分析仪 微生物快速检测 12 色谱技术 气相色谱-质谱联用仪（GC-MS） 检测微生物代谢物 大气微生物检测所需仪器设备表

21 2.水污染与健康研究中重点污染物的检测技术 全氟化合物 外暴露检测 健康效应检测 消毒副产物 内分泌干扰物 药品和个人护理用品 微生物

22 液相色谱高分辨率质谱法LC-TOF-MS
2.1水/全氟化合物或多氟化合物（PFCs） 全氟化合物 预处理 固相萃取法 在线固相萃取法 直接进样 仪器分析 液相色谱串联质谱法 液相色谱高分辨率质谱法LC-TOF-MS 外暴露

23 体外试验(通过Fura-2/Am荧光探针法测定神经细胞Ca2+)
水/全氟化合物或多氟化合物（PFCs） 全氟化合物 肝脏毒性 神经毒性 体内试验(测定海马细胞Ca2+) 体外试验(通过Fura-2/Am荧光探针法测定神经细胞Ca2+) 遗传毒性 彗星实验（测定DNA损伤） 染色体微核试验 测定8-羟基脱氧鸟苷判断DNA氧化损伤情况 免疫毒性 分子生物学方法（体外测定肿瘤坏死因子、白细胞介素、核因子等） 生殖毒性 水生生物生殖毒性 外暴露后相关激素、细胞因子、相关酶等生物标志物的测定 啮齿类动物生殖毒性 相关生物标志物测定 通过血睾屏障研究生殖毒性 健康效应

24 2.2水/消毒副产物 消毒副产物 预处理 固相萃取法 固相微萃取法 仪器分析 气相色谱质谱法 液相色谱质谱法 外暴露

25 水/消毒副产物 彗星试验 遗传毒性 胞质分裂阻滞微核法 SOS/umu显色试验 测定脂质过氧化物 氧化损作 健康效应 测定8-羟基脱氧鸟苷
基因多态性 体外哺乳类细胞（V79/HGPRT） 基因突变试验 Taqman探针方法 神经毒性 通过通路系统进行神经毒性研究 是目前DBPs健康效应研究方法 学上的一个新进展 健康效应 水/消毒副产物

26 2.3水/内分泌干扰物 内分泌干扰物 预处理 固相萃取法 在线固相萃取法 液液微萃取 仪器分析 液相色谱质谱法 气相色谱质谱法 外暴露

27 体内生物标志物检测（卵壳蛋白、卵黄蛋白原）
内分泌干扰物 体内生物标志物检测（卵壳蛋白、卵黄蛋白原） 免疫印迹法 ELISA实验 雌激素受体竞争性结合试验 细胞增生试验 MTT比色法 细胞增生与迁移方法 E-screen试验 酵母筛选试验 报告基因法 生殖系统影响 通过血睾屏障进行研究评价 基因组学研究方法 健康效应 水/内分泌干扰物

28 2.4水/药品和个人护理用品 药品个人护理用品 预处理 固相萃取法 在线固相萃取法 固相微萃取 仪器分析 气相色谱法 气相色谱质谱法
液相色谱法 液相色谱质谱法 外暴露

29 2.5水/微生物 采样：滤膜过滤法 离心法 免疫磁性分离法 水体微生物 嗜肺军团菌 微阵列技术 荧光定量PCR技术 免疫芯片技术
隐孢子虫和贾第鞭毛虫 18S rRNA基因 克隆文库技术 拉曼光谱技术 采样：滤膜过滤法 离心法 免疫磁性分离法

30 水污染物外暴露检测所需仪器设备表 序号 实验技术 仪器设备 应用 1 固相萃取 固相萃取装置
水全氟化合物、消毒副产物、内分泌干扰物、PPCPs前处理 2 在线固相萃取 水全氟化合物、内分泌干扰物、PPCPs前处理 3 固相微萃取 固相微萃取装置 水消毒副产物、PPCPs前处理 4 液液萃取 液液萃取装置 水内分泌干扰物前处理 5 高效液相色谱-质谱法 液相色谱-质谱仪、液相色谱串联质谱仪、液相色谱高分辨质谱仪 水中全氟化合物、消毒副产物、内分泌干扰物分析 6 气相色谱质谱法 气相色谱质谱仪 水中消毒副产物、内分泌干扰物分析 7 气相色谱法 气相色谱仪 水中PPCPs分析 8 高效液相色谱法 高效液相色谱仪 水污染物外暴露检测所需仪器设备表

31 水污染物健康效应检测所需仪器设备表 序号 技术 仪器 应用 1 ELISA 酶标仪 水中污染物所致的相应酶类等大分子生物标志物活性的检测 2
MTT 连续波长微孔板分光光度计 水中污染物所致细胞存活率检测 3 流式细胞技术 流式细胞仪 水中污染物所致细胞凋亡率检测 4 实时荧光定量PCR技术 实时荧光定量PCR 水中污染物所致基因、蛋白表达水平检测 5 免疫组化技术 荧光显微镜 水中污染物所致特异性受体表达水平检测 6 Fura-2/AM荧光探针法 水中污染物所致细胞内游离钙离子浓度检测 7 单细胞凝胶电泳技术 电泳仪、水平电泳槽、全磨砂载玻片或高通量磨砂玻片 水中污染物所致DNA损作的检测 8 染色体微核试验 生物显微镜及多功能染色体图像分析系统或流式细胞仪 水中污染物所致动物染色体微核的检测 9 免疫组化及免疫荧光细胞化学技术 光学显微镜、荧光显微镜、倒置生物显微镜 水中污染物所致细胞、组织形态、生物特征、病理改变的观察与分析 10 胞质分裂阻滞微核法 生物显微镜及多功能染色体图像分析系统 水中污染物所致细胞染色体微核的检测 11 Taqman 探针方法 荧光定量PCR 水中污染物所致基因多态性的检测 水污染物健康效应检测所需仪器设备表

32 水微生物检测所需仪器设备表 序号 实验技术 仪器设备 应用 1 滤膜过滤法 水过滤器及配套泵 水中微生物采集及浓缩 2 免疫磁性分离技术
免疫磁珠磁极配套仪器 水中微生物浓缩 3 微流控芯片技术 芯片制备平台 水微生物采集及浓缩；快速微生物鉴定检测； 微生物代谢产物检测 高速芯片点样仪 与芯片制备平台配套使用 芯片扫描仪（配CCD照相机） 4 定量PCR技术 荧光定量PCR仪 分子生物学实验常备的基础性仪器 5 酶联免疫技术 全自动酶标仪 利用抗原/抗体结合方法快速检测水中细菌 洗板机 与酶标仪配套使用 6 电化学技术 电化学抗阻谱 检测荧光产物 7 荧光技术 荧光显微镜 8 分子生物学技术 梯度PCR仪 在不同退火温度下扩增DNA 9 电泳技术 凝胶成像仪 扩增产物电泳后的条带分析 10 光谱技术 拉曼光谱仪 快速检测两虫 水微生物检测所需仪器设备表

33 3.土壤污染与健康研究中重点污染物的检测技术
重金属 外暴露检测 健康效应检测 纳米 农药残留 持久性有机 污染物 微生物

34 3.1土壤/重金属 微波消解 预处理 电热板消解 外暴露 原子吸收分光 重金属 光度法 原子荧光光谱法 仪器分析 电感耦合等离子体
发射光谱法 质谱法 外暴露

35 土壤/重金属 重金属 神经效应 电子显微镜或激光共聚焦显微镜技术 细胞结构或功能的改变 流式细胞仪 细胞损伤或细胞凋亡 ELISA
功能蛋白表达的检测 基因芯片技术 功能基因表达的改变 肾脏效应 电镜技术 RT-PCR 心血管系统效应 扫描电镜技术及透射电镜技术 Western blot技术 免疫组学技术 健康效应 土壤/重金属

36 3.2土壤/纳米颗粒 萃取 场流分离 预处理 色谱分离 外暴露 电泳分离 纳米颗粒 液相色谱质谱法 电感耦合等离子体质谱法 仪器分析
其他 量子点—激发荧光强度 磁性纳米—磁场强度 外暴露

37 酶标仪测定细胞培养液中氧化损伤生物标志物 低温顺磁共振（EPR)检测组织自由基水平
纳米颗粒 体外研究 细胞存活率 MTT法、WST-1法等 乳酸脱氢酶释放法 检测细胞培养液中乳酸脱氢酶活性 细胞凋亡 荧光探针方法 氧化应激系统 酶标仪测定细胞培养液中氧化损伤生物标志物 DNA损伤 彗星试验 微核试验 双链断裂标志物磷酸化H2AX的检测 体内研究 病理学方法观察组织病变 双向电泳建立蛋白表达图谱 低温顺磁共振（EPR)检测组织自由基水平 RT-PCR 基因芯片技术 健康效应 土壤/纳米颗粒

38 3.3土壤/农药残留 索式提取法 超声波提取法 预处理 加速溶剂萃取法 超临界流体 萃取技术 外暴露 固相萃取法 农药残留 气相色谱法
仪器分析 气相色谱法 气相色谱质谱法 液相色谱法 液相色谱质谱法 外暴露

39 双向凝胶电泳技术对脑组织蛋白表达进行分离 基质辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱仪对蛋白进行定性
土壤/农药残留 农药 安全性评价 试验模型 细胞、蜜蜂、斑马鱼、蚯蚓、线虫 评价内容 刺激性 人工皮肤模型 离体兔眼模型 急性毒性 毒性效应 大小鼠 肝脏毒性检测 血清中激毒检测 组织病理学测定 斑马鱼 双向凝胶电泳技术对脑组织蛋白表达进行分离 基质辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱仪对蛋白进行定性 酶标仪检测抗氧化应激酶活力 蚯蚓 抗氧化应激系统的检测 DNA损伤研究 暴露与流行病学 土壤毒性诊断 神经生理 组织病理 生殖毒性 DNA损伤 基因表达

40 3.4土壤/持久性有机污染物 索式提取法 超声波提取法 预处理 加速溶剂萃取法 超临界流体 萃取技术 外暴露 固相萃取法 持久性有机污染物
仪器分析 气相色谱法 气相色谱质谱法 液相色谱法 液相色谱质谱法 外暴露 3.4土壤/持久性有机污染物

41 利用蛋白和基因开展内分泌干扰效应研究是最为经典的方法
持久性有机污染物 肝脏毒性 病理学研究 电镜技术 氧化应激系统 ELISA方法 荧光探针方法 细胞凋亡 Western blot技术 ELISA技术 代谢机制 基因组学技术 蛋白组学技术 内分泌干扰效应 体外试验 利用蛋白和基因开展内分泌干扰效应研究是最为经典的方法 动物试验 对内分泌调节轴的影响研究 电镜技术对性细胞进行研究 健康效应 土壤/持久性有机污染物

42 PCR-变性梯度凝胶电泳技术（DGGE）
3.5土壤/微生物 土壤微生物 细菌群落结构 16S rRNA基因克隆文库 PCR-变性梯度凝胶电泳技术（DGGE） 抗生素抗性基因 高通量定量PCR技术 采样：土壤采集器

43 土壤污染物外暴露检测所需仪器设备表 序号 实验技术 仪器设备 应用 1 人工采样 土壤采样器 土壤样品采集 2 动力采样 动力土壤采样器 3
电热板消解法 电热板 土壤中重金属前处理 4 微波消解法 微波消解仪 5 固相萃取 固相萃取装置 土壤中农残、纳米前处理 6 色谱分离 制备色谱仪 土壤中纳米前处理 7 电泳分离 电泳仪 8 索氏提取法 索氏提取装置 土壤中农残前处理 9 超声萃取法 超声萃取仪 10 超临界流体萃取 超临界流体萃取装置 11 加速溶剂萃取 加速溶剂萃取装置 12 原子吸收分光度法 原子吸收分光度计 土壤中重金属分析 13 原子荧光光度法 原子荧光光度计 14 电感耦合等离子体发射光谱法 电感耦合等离子体发射光谱仪 15 电感耦合等离子体质谱法 电感耦合等离子体质谱仪 16 高效液相色谱-质谱法 液相色谱-质谱仪 土壤中纳米分析 17 气相色谱法 气相色谱仪 土壤中农残分析 18 气相色谱质谱法 气相色谱质谱仪 19 高效液相色谱法 高效液相色谱仪 土壤污染物外暴露检测所需仪器设备表

44 土壤污染物健康效应检测所需仪器设备表 实验技术 序号 仪器设备 应用 实时影像技术 1 顺磁共振仪 组织中自由基检测 2
斑马鱼微视行为分析系统 污染物致神经毒性检测 3 角膜超声测厚仪 污染物刺激性检测 切片技术 石蜡切片机 组织病理学检测 超薄切片 组织超微结构检测 显微技术 显微镜 组织病理学切片 倒置显微镜 荧光显微镜 细胞形态观察 4 激光共聚集显微镜 细胞凋亡鉴定、原位蛋白鉴定 5 扫描电子显微镜 组织、细胞表面超微结构观察 6 透射电子显微镜 组织、细胞超微结构观察 流式细胞技术 流式细胞仪 细胞分型、细胞凋亡的检测 基因检测技术 普通PCR仪 基因表达检测 实时荧光定量PCR仪 基因芯片系统 分光光度法 微量紫外可见分光光度计 mRNA质量检测 电泳技术 普通电泳仪 蛋白、DNA鉴定 双向电泳仪 蛋白的分离鉴定 自动凝胶成像系统 蛋白、DNA质量鉴定 蛋白检测技术 蛋白测定仪 蛋白浓度的测定 ELISA 酶标仪 高分辨率自动免疫分析仪器 激素、蛋白浓度测定 Western Blotting 垂直电泳仪 分离特定目的蛋白；定性或半定量蛋白表达水平 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪 蛋白质定性分析 模拟技术 3D-QSAR工作站 结构预测活性 土壤污染物健康效应检测所需仪器设备表

45 土壤微生物检测所需仪器设备表 序号 实验技术 仪器设备 应用 1 定量PCR技术 荧光定量PCR仪 定量检测微生物浓度 2 分光光度法
超微量分光光度计 测定DNA浓度 3 环介导等温扩增技术 普通PCR仪 扩增DNA 4 滚环扩增技术 梯度PCR仪 在不同退火温度下扩增DNA 5 电泳技术 变性凝胶梯度电泳 可用于环境中微生物的多样性分析、亲缘关系鉴定、基因突变等方面

46 研究报告--环境所实验技术与仪器设备现状分析及建议
总结凝练实验技术发展方向 分析现状及差距 提出实验室能力建设建议

47 1.实验技术研究方向——环境化学分析 1）痕量和超痕量污染物分析 低剂量复合效应是当前环境健康研究的特点，污染物常以痕量和超痕量水平存在，因此加强不同环境介质中污染物的高灵敏度、高选择性的痕量和超痕量分析方法和分析技术的研究，是环境分析的研究方向之一。 2）新型污染物的分析 新型污染物的环境污染和生态毒性效应已经成为全球和我国面临的重要环境问题之一，新型污染物（全氟化合物、饮水消毒副产物、环境内分泌干扰物、人造纳米材料、溴化阻燃剂、药品和个人护理用品等）的分析研究已成为环境问题研究的重点。 3）环境污染物的价态和形态分析 环境污染物的价态、形态分析是环境分析的发展方向之一。 4）环境样品前处理技术 环境样品前处理已成为重要的前沿研究课题，主要包括各种前处理新方法与新技术的研究以及这些技术与分析方法的在线联用。 5）联用技术快速发展 在环境污染物分析中，各种联用技术的使用已经或正在日常化。质谱自身的发展开拓了联用技术的应用范围，其中高分辨质谱与不同色谱技术的联用技术在环境污染物的分析鉴定中发挥了重要作用。

48 实验技术研究方向——环境微生物 1）传统培养技术向分子生物学技术发展
微生物领域的研究已经从描述性的研究进入到对生命机理及其微观结构方向的探索，传统的培养法已经不能满足日益增长的科研需求，分子生物学技术已经成为探索微观世界的关键性工具。 2）单学科技术向多学科交叉技术发展 分子生物学技术已从简单的DNA扩增到与各基础学科技术交叉联用的新技术，如生物传感器、微流控芯片技术等，其灵敏度和特异性及其应用，是未来的研究重点和方向。 3）低通量、劳动密集型技术向高通量、自动化技术发展 微生物研究的实验技术正向着系统化、规模化和数字化的方向发展，低通量的检测技术正在逐步被高通量的技术所完善，从最初半人工化的仪器设备到现在已能实现自动化的仪器设备，大大提高了实验的准确度和灵敏度。

49 实验技术研究方向——环境健康效应 1）长期低剂量的复合暴露要求试验过程更加精确化、细致化、微观化
环境污染物暴露具有多种类、低剂量、持久性等特点，慢性毒性逐渐成为关注的热点，精细化、微观化成为健康效应检测的发展方向。 2）遵循国际伦理原则，发展动物替代试验 应用体外试验替代动物试验；应用与人类同源性较高的低等生物或有限知觉的生物替代动物试验；发展计算毒理学，利用模型预测毒性效应。 3）利用高通量筛选技术对生物标志物进行研究 高通量筛选技术可以在同一时间检测大量的样品并以得到的相应数据库支持运转体系。高通量筛选技术以微量、快速、灵敏和准确的特点引领健康效应检测技术的研究方向。 4）学科间检测技术的交叉应用 利用化学分析等技术开展人体内外源有害因素及其代谢产物的内暴露水平和对人体产生健康影响的生物标志物监测。

50 2/3/4现状及差距分析 仪器设备 总体配置率低 部分陈旧老化 大型仪器设备少 人员 实验人员不足 新技术缺乏了解 交流合作
学科间交流合作不够充分

51 5.环境所实验室能力建设建议 仪器设备 增加仪器设备投入、重视升级与更新 不具备的仪器设备——根据工作需求配置
具备但缺少重要部件的仪器设备——有针对性的升级 老化与工作需求差距大的仪器设备——有计划地更新和优化 加强应急工作储备及应急能力提升 快速灵敏的仪器设备 标准物质储备 方法的标准化程序 重视环境样品前处理技术和设备 前处理设备与分析仪器同步考虑 平台建设 大型仪器平台

52 人员 质量控制 建立长期、有计划的多层次培训机制 专业理论、实际应用、实验技术、仪器设备初高级培训、质量控制方案编写等
加强人员内外部交流合作 国外发达国家相关机构进修学习 国内先进科研院所、高校、疾控机构重点实验室参观 研究方向相同或相近的科研团队建立友好实验室，定期学术交流 构建具有重点研究方向的科研团队 重点研究方向 重点实验技术与方法 最新动态与前沿 质量控制 质量控制方案、措施、标准程序 人员 质量控制

53 化学分析重要仪器设备配置建议表 微生物检测重要仪器设备配置建议表 健康效应检测重要仪器设备配置建议表
序号 仪器 应用 所配置 （台） 基础配置 优化配置（台） 1 液相色谱三重四级线性离子阱质谱 超痕量有机物分析 3 2 液相色谱高分辨质谱 未知物的鉴定 液相色谱串联质谱 有机物痕量分析 4 气相色谱高分辨质谱 挥发性、半挥发性物质超痕量分析 5 气相色谱飞行时间质谱 挥发性、半挥发性有机未知物鉴定 6 气相色谱串联质谱 挥发性、半挥发性有机物痕量分析 7 气相色谱质谱联用 8 液相色谱仪 难挥发性有机物的测定 9 气相色谱仪 挥发性和半挥发性有机物测定 10 离子色谱仪 无机离子测定 11 电感耦合等离子体高分辨质谱 金属元素鉴定及超痕量分析 12 电感耦合等离子体质谱仪 金属元素分析 13 电感耦合等离子体光谱仪 多种金属元素同时分析 14 原子吸收光谱仪 多种元素同时分析 15 原子荧光光谱仪 元素分析 16 加速溶剂萃取 固体样品前处理提取 17 凝胶渗透色谱仪 样品前处理净化 18 一体化提取+净化+浓缩系统FMS 二噁英类物质持久性有机污染物前处理净化 序号 仪器设备 应用 所配置（台） 基础配置 （台） 1 安德森六级空气采样器 空气微生物采集 6 12 2 液体微生物采样器 3 过滤式空气采样器 空气微生物采集及浓缩 4 高通量空气采集器 5 水过滤器及配套泵 水微生物采集及浓缩 免疫磁珠磁极配套仪器 7 土壤微生物采集器 土壤微生物采集 8 全自动革兰染色仪 细菌鉴定 9 微生物生化药敏鉴定仪（VITEK 2） 微生物鉴定 10 全自动病原微生物快速检测系统 病原微生物快速检测 11 全自动微生物定量检测系统 微生物快速定量检测 全自动荧光免疫分析仪 微生物快速检测 13 流式细胞仪 微生物快速检测，环境微生物分离 14 超声波细胞粉碎机 打碎菌体细胞，提取菌体细胞内遗传物质前处理步骤 15 冷冻高速离心机 水微生物采集，土壤微生物采集，打破微生物细胞 16 酶标仪 开展蛋白质组学实验必备的基础性仪器 17 洗板机 与酶标仪配套使用 18 自动样品处理系统 与全自动酶标仪配套使用 19 双向电泳仪 应用于蛋白质分析，蛋白质组学实验必备的基础性仪器 20 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳仪 21 生化分析系统 制备生物传感器前期分析 22 表面等离子体共振成像系统 监测传感器芯片表面发生的抗原抗体结合/解离反应 23 激光扫描共聚焦显微镜 观察活细胞结构及特定分子、离子生物学的变化 24 MIDI全自动微生物鉴定系统 微生物鉴定与分型 27 微弱分光仪 检测反应产物信号 28 芯片制备平台 水微生物采集及浓缩；快速微生物鉴定检测；微生物代谢产物检测 29 高速芯片点样仪 与芯片制备平台配套使用 30 芯片扫描仪 （配CCD照相机） 31 液相芯片检测仪 32 普通PCR仪 开展分子生物学实验必备的基础性仪器 33 荧光定量PCR仪 分子生物学实验常备的基础性仪器 34 全自动微芯片电泳系统 微生物快速检测，微生物生长过程中代谢产物的检测 35 毛细管电泳仪 36 水平/垂直凝胶电泳仪 分子生物学实验必备的基础性仪器 37 脉冲场凝胶电泳仪 38 变性凝胶梯度电泳及电镜系统 环境中微生物的多样性分析、亲缘关系鉴定、基因突变等方面 39 凝胶成像仪 分子生物学实验必备的基础性仪器，与各种电泳仪配套使用 40 紫外铰链仪 进行分子杂交实验的检测 41 个人型高通量基因测序系统 检测PCR等分子生物学实验产物的核酸序列，用于微生物鉴定与分型 42 高速基因分析系统 分析PCR等分子生物学实验产物的核酸序列 43 高通量测序平台及其电脑分析软件（454平台） 高通量测定分子生物学实验产物的核酸序列，微生物鉴定与分型，分析微生物多样性及群落结构 序号 仪器设备 应用 所配置 （台数） 基础配置 （台） 1 高速冷冻离心机 离心分离 3 4 2 雪花制冰机 样品保存 膜片钳 研究离子通道 冷冻切片机 新鲜组织作病理快速诊断 5 超低温冰箱 11 6 冷冻干燥机 冷冻干燥 7 实时荧光定量PCR仪 基因定量分析 8 全波长酶标仪 细胞活力，ELISA等测定 9 正置荧光显微镜 显微观察 10 倒置荧光显微镜 电动体视荧光显微镜 基因，蛋白等生物分子的功能分析 12 透射电子显微镜 细胞、分子的超微结构 13 扫描探针显微镜 组织表面结构观察 14 激光扫描共聚焦显微镜 细胞的结构、分子、离子及生命活动进行实时动态观察和检测 15 凝胶成像仪 蛋白、RNA表达检测 16 双色红外激光成像系统 DNA、蛋白修饰性研究 17 超微量分光光度计 DNA,RNA浓度测定 18 液体闪烁仪 ATP发光检测、基因检测 19 双向电泳 蛋白组学研究 20 凝胶渗透色谱 分析高分子同系物 21 核酸蛋白分析仪 蛋白、核酸分析 22 激光共聚集显微镜 分子成像 23 流式细胞仪 细胞活力、凋亡检测 24 基因芯片系统 基因组筛选 25 动物微视系统 动物胚胎神经毒性研究 27 切片机 组织病理学切片 28 超纯水仪 溶液配制

54 人员培训建议项目 序号 培训内容 建议培训地点 1 生物监测分析方法培训及质量控制方案的编写 美国CDC环境健康实验室 2
环境样品采集、保存、运输、前处理、测定、数据分析及质量控制 美国环保局国家暴露研究实验室 3 雾霾颗粒物上附着微生物研究 清华大学生命科学学院（朱听研究员课题组） 4 隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测和溯源研究 华东理工大学资源与环境工程学院（冯耀宇研究员课题组） 5 嗜肺军团菌、沙门氏菌和大肠溶血性杆菌O157:H7的同时快速检测 德国慕尼黑大学水化学与分析化学学院（Michael Seidel团队） 6 DNA加合物检测技术 中科院生态中心 7 DNA甲基化检测技术 中科院上海生命科学研究院分子生物学重点实验室 8 DNA测序技术 华大基因公司 9 microRNA测序、芯片等数据计算生物学分析方法 10 基因芯片 上海生工公司 11 蛋白组学分析技术 北京蛋白质组研究中心 12 水生生物毒理学技术 中科院水生生物研究所 13 电子显微镜操作 中国科学院病毒所

55 小结 总结凝练实验技术发展方向 分析现状及差距 提出实验室能力建设建议 重要研究领域 污染物 实验技术 仪器设备 大气、水、土壤、生物
代表性、新型污染物 暴露、健康效应、微生物 实验技术-仪器设备清单 总结凝练实验技术发展方向 分析现状及差距 提出实验室能力建设建议

56 实验室能力建设 发展方向 化学 微生物 健康效应 关键要素 仪器设备 建议 投入升级更新 应急 前处理 平台 建议仪器配置表 人员 培训机制 交流合作 团队建设 建议培训项目表 质量控制 实验技术

57 谢谢，敬请批评指正