近日，自然资源部第一海洋研究所在大洋热液环境四醚类生物标志物（GDGTs）表征领域取得新进展。研究结果以“Improved protocols for large-volume injection and liquid chromatography–mass spectrometry analyses enable determination of various glycerol dialkyl glycerol tetraethers in a small amount of sediment and suspended particulate matter”为题发表于地球科学领域国际TOP期刊《Chemical Geology》上。
甘油二烷基甘油四醚类化合物（GDGTs）是一类由古菌/细菌产生的细胞膜脂成分，广泛存在于海洋、湖泊、泥炭以及热液和冷泉等环境中；GDGTs作为一类新兴的古环境研究生物标志物，已广泛用于海洋、极地和陆相古环境及生物地球化学过程研究。通过测定沉积物岩芯中的GDGTs对古温度的重建，可以反演海洋和陆地气候变化历史。然而，目前广泛使用的海洋沉积物GDGTs测定方法，存在样品用量大（一般5–10 g）的问题，对于深海、超深渊和热液区等获得难度较大的沉积物岩芯样品，常常因为样品量不足导致无法满足各类GDGTs的系统表征和精准测定。此外，对于开阔大洋海水悬浮颗粒物中GDGTs的检测，通常要对几百升甚至上千升海水悬浮颗粒物进行收集，制约了对深海悬浮颗粒物GDGTs研究的开展。
针对上述问题，自然资源部第一海洋研究所科研人员创新地将液相色谱大体积直接进样技术（LVI）与大气压化学电离质谱（APCI-MS）方法联用，结合加速溶剂萃取GDGTs的样品前处理方法，建立了一种适用于少量/半微量海洋沉积物和悬浮颗粒中各种GDGTs测定的新方法。该方法仅需0.02–0.10 g海洋沉积物样品即可实现各类GDGTs (isoGDGTs、H-GDGTs、brGDGTs和OH-GDGTs)及其结构类似物（Archaeol、GDDs和GMDs)的全面表征和准确定量；而仅需过滤收集10 L开阔大洋海水中的悬浮颗粒物样品，就能满足大洋悬浮颗粒物中GDGTs测定灵敏度要求。与传统方法相比，该方法大幅提升了对各类GDGTs检测灵敏度、减少了样品用量，提高了样品分析效率；对于珍贵的极地、热液、冷泉及超深渊海域环境/地质样品，保证了一份样品获得尽可能多的测试数据。
随后，科研人员采用该方法对西南印度洋中脊两个典型热液区(Longqi, Tianzuo)沉积物环境中的各类GDGTs进行了全面表征，根据不同类群GDGTs特别是对热液活动具有指示作用的H-GDGTs的指纹特征和诊断比值的分析，阐释了热液活动对周边海域沉积物有机碳库的影响，为评价热液活动对海底沉积环境的影响提供了新思路。此外，科研人员还对采自东印度洋的海水悬浮颗粒物GDGTs进行了分析，率先阐明了亚印太交汇区海域表层和叶绿素最大层海水中GDGTs的分布特征，而基于表层海水悬浮颗粒物isoGDGTs的TEX 86指标计算的海表温度与原位测定得到的表层海水温度相近，说明GDGTs在东印度洋古温度研究领域具有良好的应用潜力。
自然资源部第一海洋研究所2019级海洋化学专业研究生王愉宁同学为相关研究论文的第一作者，陈军辉研究员为通讯作者。
文章链接：：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254122000870
