“识微鉴塑”， P300拉曼光谱仪赋能微塑料研究

微塑料及纳米塑料已被广泛发现存在于土壤、水体、生物组织及农作物等多种体系中，其粒径小、形态与类型多样、聚合物组成差异显著，且常与环境或生物基质高度混杂，使得对其类型与空间分布的准确识别成为研究中的关键挑战。随着研究重点从“是否存在”逐步转向“成分、分布特征及潜在生物效应”，对微塑料化学类型与组成特征的可靠鉴定能力愈发重要。

拉曼光谱能够基于分子振动特征提供稳定、可区分的聚合物“光谱指纹”，具备免标记、单颗粒级识别及高空间分辨率等优势，适合在复杂样品中对微米及亚微米尺度塑料颗粒进行成分判定，并可与显微成像实现空间信息与化学信息的联合分析。

“识微见塑”，依托 P300 共聚焦拉曼光谱仪 优异的空间分辨率与光谱灵敏度，研究者不仅能实现复杂体系中微塑料的精准定位，更能通过光谱与显微成像的深度融合，为微塑料的环境行为与生物效应研究提供确凿的“化学证据”。

# 01

微塑料拉曼检测的基本流程

以土壤样本为例，基于拉曼光谱的微塑料检测通常包括以下几个关键步骤：

1）样品前处理与微塑料富集

2）显微成像与颗粒定位

3）单颗粒拉曼光谱采集与谱库匹配

4）结果整合与统计分析

图1 ：土壤样本预处理与P300拉曼光谱仪检测微塑料流程

图2 微塑料光谱检测及匹配结果：（A）PS微塑料的显微图像；（B）PS微塑料与谱图库的匹配结果；（C）PVC微塑料的显微图像；（D）PVC微塑料与谱图库的匹配结果

# 02

微塑料检测应用案例

在动物模型研究中，拉曼光谱不仅可用于识别组织中的微塑料颗粒，还可结合组织生化信息，探索微塑料潜在的生物学影响。在该研究中，小鼠经不同浓度微塑料暴露后，肝脏组织样本经消解与过滤处理，在 P300 共聚焦拉曼光谱仪下对微塑料颗粒进行定位与成分确认。同时，对肝脏组织切片开展原位拉曼检测，分析与脂质代谢相关的光谱特征变化。

研究结果显示，拉曼光谱能够在复杂组织背景中确认微塑料的存在，并揭示其与肝脏脂质代谢异常之间的关联，为研究微塑料对动物组织的潜在损伤机制提供了一种原位、无损的分析思路。

图4 微塑料及其在肝脏中的表征与肝病理切片拉曼光谱^[1]

^{关联阅读：《J HAZARD MATER》丨基于单细胞拉曼光谱结合脂质组学分析揭示聚丙烯微塑料对小鼠肝脏脂质代谢的影响}

^{｜突破农作物中纳米塑料的检测极限}

      相较于微米级颗粒，纳米塑料在农作物中的检测更具挑战性。在该研究中，研究人员以典型农作物为模型，探究土壤中纳米塑料在作物体内的迁移与累积情况。通过显微成像与拉曼光谱联合分析，研究者在作物组织中定位到纳米塑料的分布区域，并在复杂背景条件下成功采集到对应的聚合物特征拉曼信号。研究表明，借助P300 的共聚焦能力与高灵敏度检测性能，拉曼光谱可作为连接“空间定位”与“化学鉴定”的关键工具，为纳米塑料在农作物中的研究提供了可行技术路径。

图5 花生(A-B)及水稻(C-D)的扫描电镜与拉曼光谱^[2]

关联阅读：《Advanced Science》丨纳米塑料能在作物的果实中积累并影响其营养品质的分子机制

参考文献：

[1] Liu, Mingying, et al. "Impacts of polypropylene microplastics on lipid profiles of mouse liver uncovered by lipidomics analysis and Raman spectroscopy." Journal of Hazardous Materials 458 (2023): 131918.

[2] Jiang, Meng, et al. "Evidence and impacts of nanoplastic accumulation on crop grains." Advanced Science 9.33 (2022): 2202336.

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