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

研究人员针对钛纳米颗粒(TiO2-NPs)在哺乳期母婴传递中的潜在风险，首次采用同步辐射X射线荧光光谱(sp ICP-MS)和μXANES技术，系统分析了人乳、动物乳及婴儿配方奶中的钛微粒分布特征。研究发现所有样本均检出以金红石型为主的TiO2纳米颗粒，证实新生儿通过母乳喂养存在持续暴露风险，为修订婴幼儿食品安全标准提供了关键证据。

　　

随着纳米材料在食品和日化品中的广泛应用，二氧化钛(TiO₂)纳米颗粒(NPs)的环境释放量激增。尽管欧盟已禁止其作为食品添加剂(E171)，但既往研究多聚焦于职业暴露风险，对母婴这一特殊群体的暴露途径知之甚少。更令人担忧的是，动物实验显示经母乳传递的TiO₂-NPs可导致后代神经系统损伤和生长迟缓，但人类母乳是否同样存在这种污染仍属科学盲区。

法国国家农业研究院(INRAE)联合巴黎公立医院联盟(AP-HP)的跨学科团队在《Science of The Total Environment》发表突破性研究。研究人员收集巴黎地区10名哺乳期妇女的母乳样本，以及市售婴儿配方奶、有机农场动物乳汁等34份样本，创新性地结合同步辐射X射线荧光光谱(SR-XRF)和单颗粒电感耦合等离子体质谱(sp ICP-MS)技术，实现了生物样本中钛微粒的化学形态与粒径分布精准解析。

关键技术包括：1）采用5.1 keV同步辐射对冻干样本进行微区XRF扫描，通过ICY软件自动识别钛热点；2）运用μXANES在Ti K-edge(4.966 keV)解析微粒晶体结构；3）以50 μs超短驻留时间的sp ICP-MS检测纳米级钛颗粒；4）通过30 kDa超滤分离颗粒态与可溶性钛。

3.1 钛元素在乳汁中的普遍存在
ICP-MS检测显示所有样本均含钛元素，婴儿配方奶钛浓度(15.58 μg/L)显著高于动物乳(2.59 μg/L)。XRF谱图在4.5 keV处均出现特征峰，增稠型配方奶IF1钛信号强度最高达常规样本25倍。

3.2 钛微粒的异质性分布
μXRF成像揭示钛以"热点"形式聚集，1像素(约3 μm)级微小颗粒占13%，提示纳米颗粒存在。计算显示每克人乳含1.1-16万钛微粒，且脱脂处理使牛乳钛含量降低，表明钛可能与乳脂球结合。

3.3 钛化学形态解析
μXANES鉴定出65%热点为金红石型TiO₂，16%为锐钛矿型，6%为钛铁矿(FeTiO₃)。值得注意的是，某品牌配方奶IF6中钛铁矿占比超60%，揭示工业加工可能是重要污染源。

3.4 纳米级钛颗粒检测
sp ICP-MS证实所有样本含钛纳米颗粒(Ti-NPs)，婴儿配方奶中<100 nm颗粒占比31.6%。超滤实验显示IF4样本81%钛以颗粒态存在，而IF1仅3%，表明不同产品存在显著差异。

这项研究首次确证TiO₂纳米颗粒可通过母乳喂养进入新生儿体内，且配方奶污染程度更高。金红石型TiO₂的主导地位尤其值得警惕，因其在肺部和肠道可诱发氧化应激和炎症反应。研究创新点在于：1）建立生物样本钛微粒多模态分析技术体系；2）揭示乳脂球可能作为钛载体；3）发现奶牛品种影响乳汁钛含量，诺曼底牛乳钛水平显著低于泽西牛。这些发现为制定哺乳期妇女防护指南和婴幼儿食品纳米材料限量标准提供了科学依据，也为探究纳米颗粒的跨代毒性机制开辟了新方向。