母乳与配方奶中二氧化钛纳米颗粒的普遍存在及其对新生儿健康的潜在影响

为解决环境中纳米颗粒污染对母婴健康的潜在威胁，研究人员通过单颗粒电感耦合等离子体质谱(sp ICP-MS)和同步辐射X射线荧光技术，首次在人类母乳、动物乳及婴儿配方奶中检测到二氧化钛(TiO2)纳米颗粒(NPs)，发现其主要以金红石型存在，证实新生儿从出生至断奶期间不可避免暴露于含钛颗粒。该研究为评估纳米材料经母乳传递的风险提供关键证据。

　　

随着纳米技术的快速发展，二氧化钛(TiO₂)纳米颗粒(NPs)被广泛应用于食品、化妆品和工业产品中。尽管欧洲已因潜在毒性禁止其作为食品添加剂(E171)，但环境中的TiO₂-NPs仍通过多种途径进入生态系统。更令人担忧的是，近期研究发现这些纳米颗粒可穿透胎盘屏障并出现在新生儿胎粪中，但它们在哺乳期母婴传递中的作用仍是未知领域。

法国国家科学研究院(CNRS)与巴黎公立医院集团(AP-HP)的研究团队在《Science of The Total Environment》发表突破性研究，首次系统检测人类母乳、牲畜乳及婴儿配方奶中的TiO₂-NPs。研究人员采用三大关键技术：单颗粒ICP-MS(sp ICP-MS)定量纳米颗粒浓度与粒径，同步辐射LUCIA光束线进行微区X射线荧光(μXRF)定位钛元素分布，以及X射线吸收近边结构(μXANES)分析化学形态。样本队列包括巴黎地区10名产妇母乳、6种奶牛品种乳及16种市售婴儿配方奶。

3.1 钛元素在乳汁中的普遍存在
通过ICP-MS检测发现所有样本均含钛元素（2.43-51.17 μg/L），婴儿配方奶浓度显著高于动物乳。同步辐射XRF证实钛以"热点"形式不均匀分布，且脱脂处理使牛乳钛含量降低，提示钛可能与乳脂球或体细胞结合。

3.2 钛的微米-纳米级分布特征
μXRF成像显示钛在冻干乳样本中形成1-531像素的聚集区，其中13%为可能对应单个纳米颗粒的1像素点（约3μm）。人类母乳含钛颗粒数波动最大（10,952-160,139颗粒/g），反映个体暴露差异。

3.3 钛化学形态的毒性差异
μXANES分析119个热点发现：65%为毒性较低的金红石型TiO₂，16%为高活性锐钛矿型，6%为钛铁矿(FeTiO₃)。值得注意的是，某婴儿配方奶中钛铁矿占比超60%，提示工业加工可能是重要污染源。

3.4 纳米颗粒的定量风险
sp ICP-MS测得婴儿配方奶平均含4.01×10⁸ Ti颗粒/L，其中31.6%为<100 nm的严格定义纳米颗粒。超声处理使颗粒粒径中位数从146 nm降至96 nm，证实样本中存在纳米颗粒团聚体。

这项研究首次揭示哺乳动物乳汁作为TiO₂-NPs生物传递载体的重要作用。特别值得关注的是：母乳中检测到的锐钛矿型TiO₂具有更强生物活性；婴儿配方奶的钛污染水平显著高于天然乳汁；不同奶牛品种（如诺曼底牛与泽西牛）的乳汁钛含量存在遗传差异。这些发现为制定母婴人群纳米颗粒暴露限值提供科学依据，并提示需要重新评估现有食品加工工艺中纳米材料的使用规范。鉴于新生儿免疫系统发育不完善，且TiO₂-NPs已被证明可诱发幼鼠肠道菌群失调和神经发育异常，这项研究为理解现代环境暴露对早期生命健康的影响开辟了新视角。