人体器官中微塑料的生物累积：基于先进成像与光谱分析的尸检证据

本研究通过多模态分析技术（SEM-EDS/O-PTIR/MALDI-TOF MS）首次系统揭示环境微纳米塑料（MNPs）在人体多器官的异质性分布特征，发现甲状腺（40.4 MP/g）、脑组织（24.4 MP/g）和肾脏（21.5 MP/g）为优先累积靶点，鉴定出PET/PS/PAN等9类合成聚合物及纳米级（<20 nm）穿透现象，为环境污染物人体暴露评估建立新范式。

　　

在塑料产量突破3亿吨的时代，仅有20%的塑料被回收利用，其余在环境中降解为微塑料（<5 mm）和纳米塑料（<1 μm）。这些"看不见的污染物"通过食物链进入人体后，是否会穿透生物屏障并在器官中蓄积？其组织分布规律与化学特征如何？这些问题长期缺乏直接证据。更令人担忧的是，COVID-19疫情期间激增的口罩等塑料制品，可能加剧了人类暴露风险。尽管动物实验提示微塑料具有神经毒性和内分泌干扰效应，但人体组织水平的实证研究仍属空白。

波兰卢布林医科大学联合多家机构的研究团队在《Archives of Toxicology》发表突破性成果。研究人员采用30% H₂O₂消化结合氧化铝过滤技术，对24岁男性尸检获取的7种组织（脑、甲状腺、肾、肝、心、肺、骨骼肌）进行系统分析。通过光学显微镜初筛后，整合扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）、动态光散射（DLS）、光学光热红外显微镜（O-PTIR）和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）等先进技术，实现从微米到纳米尺度的全面表征。

【关键方法】
研究团队建立严格的质量控制体系：使用陶瓷器械采样，PTFE膜过滤试剂，穿戴棉质防护装备。组织样本经两周H₂O₂消化后，通过0.02 μm氧化铝膜分级捕获颗粒。滤膜残留物用于SEM-EDS和O-PTIR分析，滤液经冻干后用于DLS和MALDI-TOF MS检测。O-PTIR技术首次应用于人体组织样本，可在反射模式下以6.6 cm^-1分辨率识别亚微米级聚合物。

【研究结果】

1. 光学显微镜筛查
   发现矿物晶体、金属氧化物和多形态疑似塑料颗粒，纤维宽度8-30 μm，长度达3796 μm。肝组织中出现多颗粒矿物聚集体，肺组织检出铁氧化物特征性橙棕色聚集体。

1. SEM-EDS元素分析
   无机颗粒显示Ca/P/O/Si/Al峰，符合碳酸盐/硅酸盐特征；碳基颗粒呈现主导C信号及Zn/Si/P痕量元素，表面划痕提示环境老化过程。甲状腺颗粒显示独特C峰，脑干样本含复杂矿物成分（P/Si/Al/Zn/Fe/Mg）。

1. O-PTIR聚合物鉴定
   9类合成聚合物被确认：

• 聚苯乙烯（PS）：1600-1500 cm^-1芳香环振动
• 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：1721 cm^-1酯羰基峰
• 聚丙烯腈（PAN）：1743 cm^-1氰基特征峰
• 半合成纤维素（CE）：1161/1059 cm^-1C-O伸缩振动

1. 纳米级颗粒检测
   DLS显示滤液中存在340-2000 nm颗粒群，多分散指数0.374-0.923。脑组织样本检出129.8±29.2 nm优势峰，提示血脑屏障穿透可能。MALDI-TOF MS在脑肺组织发现224 u间隔的PS-Ag衍生物特征峰，肾脏样本显示99.9 u间隔的PET寡聚体信号。

【结论与意义】
该研究首次绘制出人体多器官MNPs分布图谱：甲状腺累积量最高（40.4 MP/g），其次是脑（24.4 MP/g）和肾（21.5 MP/g），骨骼肌最低（5.2 MP/g）。这种器官特异性分布模式暗示：① 血脑屏障对PS/PET纳米颗粒（<20 nm）的可穿透性；② 内分泌器官对污染物的特殊亲和力；③ 肾脏可能成为塑料代谢产物的排泄通道。

技术层面，研究团队建立的O-PTIR-SEM/EDS-MALDI多模态分析体系，克服了传统μFTIR在亚微米尺度分辨率的局限。特别是O-PTIR技术无需样品制备即可实现<500 nm颗粒的化学成像，为后续研究设立新标准。

健康影响方面，甲状腺中检出的PVC（含塑化剂）和脑组织中的PS纳米颗粒尤其值得关注，前者可能干扰内分泌功能，后者与阿尔茨海默病相关蛋白异常聚集存在潜在关联。研究证实环境塑料已突破所有生理屏障，其慢性累积效应需要通过更大规模队列研究予以验证。这项开创性工作为制定人体塑料暴露安全阈值提供了至关重要的基线数据。