综述：流式细胞术结合荧光染料应用检测微塑料和纳米塑料的挑战与方法学进展

这篇综述系统阐述了流式细胞术(FC)结合尼罗红(NR)染色在微塑料(MNPs)检测中的技术优势与挑战，重点探讨了NR聚集干扰、样品预处理优化(如共溶剂DMSO添加、超声处理)和数据分析标准化等关键问题，为环境科学领域建立高灵敏度(>200 nm)、自动化MNPs检测方法提供了重要参考。

　　

背景
微塑料(MPs)和纳米塑料(NPs)的精准检测是环境科学领域的重大挑战。传统振动光谱技术如傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱对<20 μm颗粒的检测存在局限，而流式细胞术(FC)凭借其高通量、自动化优势，结合疏水性荧光染料尼罗红(NR)标记，可将检测下限延伸至200 nm范围。这种源自生物领域的技术通过前向散射(FSC)和侧向散射(SSC)信号实现颗粒计数，而NR染色能特异性增强塑料颗粒的荧光信号(激发/发射波长约553/635 nm)。

方法细节
FC工作原理基于米氏散射理论，通过鞘液聚焦使颗粒单列通过检测区。关键改进包括：

1. 样品预处理：采用30% H₂
   O₂
   消化有机质，NaCl密度分离去除无机物
2. NR染色优化：10 μg/mL DMSO溶液结合10分钟超声处理，降低结晶风险
3. 流体系统改良：20-30% DMSO添加显著减少NR聚集，但需注意对聚丙烯(PP)等低折射率(1.50)材料的信号校正

技术挑战
主要瓶颈在于NR的水相聚集现象——在纯水介质中会形成荧光假阳性信号(约10³
-10⁴
颗粒/mL背景值)。实验证明：

• 聚苯乙烯(PS)微球在FSC信号呈线性响应，但异形碎片导致信号离散
• 极性聚合物如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)染色效率降低47%
• 0.1% Tween 20可改善颗粒分散，但对NR溶解无效

创新解决方案
近期突破性改进包括：

1. 双滤膜系统：10 μm尼龙膜预过滤结合MCE膜(82.56%回收率)转移
2. 多参数阈值：583/26 nm发射通道能有效区分NR聚集物(RSD<15%)
3. 尺寸校准：1-38 μm PS微球建立标准曲线，但需注意PVC等材料折射率差异(1.59)

应用前景
在人体血液样本中已检出0.2-1 μm NPs(浓度达6.5×10⁶
/mL)，证实该方法在生物医学监测中的价值。未来需开发：

1. 新型荧光探针(如香豆素6)替代NR
2. 集成成像流式技术识别针状结晶
3. 标准化数据算法处理碎片信号离散问题

该技术为评估塑料颗粒的环境分布和健康风险提供了革命性工具，特别是在检测<1 μm颗粒方面展现出独特优势，但需通过国际协作建立统一操作规范。