铕掺杂聚苯乙烯纳米塑料在陆生等足类动物（Porcellio scaber）体内的膳食暴露分布追踪：多技术联用揭示生物屏障穿透机制

为解决纳米塑料(NPs)在生物体内分布检测的技术瓶颈与假阳性问题，研究人员采用铕(Eu)掺杂聚苯乙烯纳米颗粒(EuPSs)为模型，通过ICP-MS、显微CT、激光剥蚀ICP-MS(LA-ICP-MS)等7种技术联用，系统探究100 nm/300 nm EuPSs在陆生等足类Porcellio scaber体内的分布规律。发现EuPSs主要滞留于肠道，消化腺中含量可忽略，证实等足类几丁质屏障有效阻止纳米塑料跨组织转移，为纳米塑料风险评估提供了方法学范式与关键生物学依据。

　　

随着塑料污染日益严重，纳米塑料(NPs)在环境中的持久性及其潜在生物累积风险引发广泛关注。然而，当前研究面临两大技术瓶颈：一是传统荧光标记易出现染料渗漏导致假阳性结果，二是纳米颗粒与生物基质化学性质相似导致检测困难。更关键的是，许多报道的"纳米塑料穿透生物屏障"现象缺乏解剖学合理性验证。针对这些问题，来自斯洛文尼亚卢布尔雅那大学等机构的研究团队创新性地采用金属掺杂策略，以铕(Eu)标记的聚苯乙烯纳米颗粒(EuPSs)为模型，通过多模态检测技术揭示了NPs在陆生无脊椎动物体内的真实分布规律，相关成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》。

研究团队主要采用四大关键技术：1) 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)定量不同器官Eu含量；2) X射线显微断层扫描(micro-CT)三维重建全生物体纳米颗粒分布；3) 激光剥蚀ICP-MS(LA-ICP-MS)实现组织切片中Eu的空间定位；4) 扫描电镜(SEM)和荧光显微技术辅助验证。实验选用陆生等足类Porcellio scaber为模型，通过14天膳食暴露100 nm/300 nm两种EuPSs（Eu含量分别为0.8%和1.1% w/w），系统分析其在消化系统、消化腺及其他组织的分布特征。

3.1 纳米塑料特性表征
通过ICP-MS证实两种EuPSs在水中的Eu溶出率极低（<1%），且Eu在Amicon滤膜上无吸附，确保后续检测信号真实反映颗粒分布。

3.2 等足类体内铕分布定量
ICP-MS数据显示，所有暴露组中Eu主要富集于肠道（最高达39±11 μg/g），消化腺含量显著较低（300 nm组仅0.25±0.06 μg/g）。值得注意的是，100 μg/g EuCl₃
暴露组的消化腺Eu浓度是100 nm EuPSs组的30倍，暗示溶解态Eu更易穿透生物屏障。

3.3 多模态成像验证
SEM在300 nm EuPSs暴露组的肠道内容物中清晰识别出球形纳米颗粒，但在消化腺中难以区分；micro-CT虽能三维可视化全生物体结构，但因生物组织固有信号干扰，无法特异性识别EuPSs；荧光显微发现300 nm组消化腺偶见橙色荧光点，但100 nm组未见信号；LA-ICP-MS高分辨扫描证实消化腺区域的Eu信号强度（10 counts/μm）较肠道（10⁶
counts/μm）低5个数量级，且与铜(Cu)富集区不重叠，排除上皮细胞累积可能。

讨论与意义
该研究通过"金属标记-多技术验证-生物学合理性评估"三位一体策略，首次确证：1) 陆生等足类几丁质化消化管（孔径40-50 nm）和缺乏吞噬作用的生理特性，有效阻止100-300 nm EuPSs的跨组织转移；2) 消化腺中痕量Eu可能源自颗粒溶解而非完整颗粒穿透；3) 显微CT等宏观成像技术需结合LA-ICP-MS等微区分析才能准确定位纳米颗粒。这些发现不仅纠正了既往单靠荧光显微可能导致的假阳性结论，更建立了纳米塑料生物分布研究的黄金标准——必须同时满足"化学检测信号"、"物理形态证据"和"生理学合理性"三重验证。

从生态毒理学视角，研究证实陆生节肢动物可能通过几丁质屏障有效抵御纳米塑料的器官渗透，这对评估土壤食物链中NPs的传递风险具有重要启示。方法论上，该工作开创性地将金属掺杂策略与LA-ICP-MS微区成像结合，为后续研究提供了可复制的技术框架。正如作者强调，未来研究需重点关注：1) 环境老化纳米塑料的生物可利用性差异；2) 长期暴露下纳米级溶解效应的累积风险；3) 跨物种屏障穿透机制的比较生物学研究。这些方向的发展将最终完善纳米塑料的生态与健康风险评估体系。