近日，陝西科技大學化學與化工學院周友平教授領導的天然產物穩定同位素組學（Isotopomics in Chemical Biology）團隊，通過近4年的努力，率先開發出葡萄糖分子內全部5個氧原子的自然豐度18O/16O測定新方法，相關成果在自然指數期刊Analytical Chemistry上發表，青年教師馬然為論文的第一作者，課題組19級博士生趙雨為論文的第二作者（Maet al., 2020; Anal.Chem.,https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.analchem.9b05314;Maet al., 2018; Anal. Chem., 90, 10293-10301;），自然資源部第三海洋研究所為論文的參與單位。
獲得單個位置氧同位素組成的策略和合成化學途徑
C4來源植物澱粉葡萄糖單元分子內氧同位素分布模式
植物來源葡萄糖分子內氧同位素組成（18O/16O）是植物光合、代謝、生理及環境信息的忠實記錄者，測定分子內氧同位素組成卻是一個巨大的技術挑戰。周友平教授領導的天然產物穩定同位素組學團隊發展了合成有機化學（圖1）、氣相色譜/熱解/同位素比質譜學（GC/Py/IRMS）和化學動力學計算相結合的方法，首次證實C4來源植物澱粉中葡萄糖分子內氧同位素分布非均一性（圖2）。研究結果表明O-2相對分子平均值稍微富集18O，O-3相對富集而O-4和O-6相對貧化。O-6的相對貧化推測與葉片光合作用過程中RuBP（1.5-二磷酸核酮糖）中C-5上氧原子與葉片中蒸發富集水交換的可能性最小有關，據此推測，O-6最有可能記錄根部水源的信號。
該研究成果將有助於完善樹輪纖維素氧同位素分餾機理，為破解糖植物分子內氧同位素記錄的代謝、生理及環境與氣候信息打開一扇技術大門。本研究工作獲得國家自然科學基金面上項目[41773032和41973072]資助。