综述:生物样本中微塑料和纳米塑料的检测与表征

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:Nature Reviews Bioengineering

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  这篇综述聚焦微塑料(MPs)和纳米塑料(NPs)(统称MNPs)在生物样本中的检测挑战,系统梳理了从消化、分离、富集到分析的技术优化策略,特别关注人体内MNPs的分布特征,为生态与健康风险评估提供了方法学参考。

  

摘要

塑料污染中的微塑料(1?μm–5?mm)和纳米塑料(<1?μm)已成为全球性威胁。这些颗粒广泛存在于水体、土壤、大气及生物体内,甚至人类组织器官中,可能引发生态与健康风险。然而,现有检测技术多针对环境样本设计,对复杂生物基质的适用性有限。本文综述了生物样本(包括人体)中MNPs的检测与分析方法进展,并提出优化技术流程的具体建议。

生物样本中MNPs的检测挑战

相较于环境介质(如水),生物样本中的MNPs检测面临更大困难:

  1. 基质干扰:生物组织中的蛋白质、脂质等会掩盖MNPs信号;
  2. 尺寸偏差:生物样本中检出的MNP最小尺寸常大于水体中的颗粒;
  3. 方法局限:常规技术(如傅里叶变换红外光谱FTIR)对亚微米级NPs灵敏度不足。

关键技术优化策略

样本前处理

  • 消化:采用酶解法(如蛋白酶K)替代强酸处理,减少颗粒降解;
  • 分离:密度梯度离心结合荧光标记可提高<10?μm颗粒的回收率;
  • 富集:膜过滤与流式分选联用实现NPs的精准捕获。

检测与表征

  • 互补技术:拉曼光谱(Raman)与扫描电镜(SEM)联用提升化学组成与形貌分析精度;
  • 标记技术:尼罗红染色增强微塑料荧光信号,适用于复杂生物基质。

人体中的MNPs分布

现有证据表明:

  • 主要靶器官:肠道、肝脏和肺中MNPs浓度最高;
  • 潜在通路:经口摄入或吸入的MNPs可能通过血循环跨屏障转移;
  • 健康关联:粒径<100?nm的NPs与细胞炎症反应和氧化应激相关。

未来方向

建议建立生物样本专用数据库,开发原位成像技术(如二次离子质谱SIMS),并推动MNPs毒理学机制研究。

(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加非文献支持信息)

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