纳米塑料的形状效应对脂质双层通透性的影响

《Environmental Science & Technology》：Nanoplastic Shape Effects on Lipid Bilayer Permeabilization

环境纳米塑料（ENPs）的形态多样性影响其破坏生物膜的能力，模拟环境ENPs（sENPs）与纯球形纳米颗粒相比，能更广泛地破坏不同脂质组成的细胞膜，证明材料形状是决定膜穿透性的关键因素。

　　

环境纳米塑料（ENPs）是由较大塑料垃圾自然风化产生的。这些纳米塑料能够干扰正常的细胞功能。尽管塑料污染的威胁日益严重，但目前关于纳米材料与生物系统相互作用的研究中，超过90%使用的是形状和大小均匀的原始纳米颗粒，最常见的是聚苯乙烯（PS）纳米球。然而，原始纳米颗粒并不能准确反映现实情况，因为真正的环境纳米塑料在形态上具有多样性。在这项研究中，我们利用模拟的环境纳米塑料（sENPs）和巨型单层囊泡（GUVs）作为细胞膜的模型，探讨了脂质组成和纳米塑料形状如何影响颗粒与细胞膜之间的相互作用。关键的是，我们首次系统地定量分析了纳米塑料的形状如何控制其穿透细胞膜的能力。与原始球形纳米颗粒相比，模拟环境纳米塑料能够破坏含有更多种类脂质和不同电荷状态的细胞膜。纳米塑料破坏细胞膜的能力在很大程度上取决于其形状：角度较大、边缘更尖锐的颗粒更容易导致细胞膜损伤，这表明仅使用原始纳米颗粒无法完全反映纳米塑料污染的真正生物物理效应。