微塑料的“肝”扰：拉曼光谱精准评估肝脏损伤

1. 实验设计

将聚丙烯微塑料（PP-MPs）标品颗粒在P300共聚焦拉曼光谱仪下进行测定（图1AB），得到标品拉曼光谱与粒径范围（10-20 μm），光谱特征峰为811、842、970、1169、1330、1459、2841、2884和2956 cm^-1（图1D）。

在消化后的肝脏组织中，发现了10-20 μm的小碎片，密度约为266-855颗/个肝脏，经拉曼检测得到的特征峰与PP-MPs标品一致（图1D），采用HOOKE intP线下分析软件中的线性判别分析的方法对标品与肝脏微塑料可以进行分类，发现二者被聚类在一起（图1E），进一步证实肝脏中分离的颗粒为微塑料颗粒。

将对照组和实验组的肝脏石蜡切片与石蜡光谱分别进行采集，记录肝脏脂质相关特征峰为886、1066、1267、1296、1442、1451、1658和1749 cm^-1（图2A），石蜡的拉曼光谱特征峰为1064、1124、1172、1294、1440、1460 cm^-1（图2B）。将上述所有光谱导入HOOKE intP中，经PCA-LDA聚类结果显示，蜡质光谱与肝脏细胞光谱能够明显区分（图2C），并将肝脏光谱分为2大组，一组为7TH、7TL和42TH，一组为7CK、42CK和42TL，该结果与脂质组学分组结果相同，这表明拉曼光谱能够揭示小鼠肝脏脂质变化。

另一方面，拉曼光谱显示了肝脏中与脂质相关的特征峰，将脂质特征峰的峰面积进行统计（图3），其中1658cm^-1处的拉曼峰与1442cm^-1处的拉曼峰分别代表C=C和CH₂拉伸，而脂质不饱和度的计算公式为n(C=C)/n(CH₂)。因此，可以利用上述两个峰位的峰面积计算不同处理组间的肝脏脂质不饱和度，进而定量评估微塑料对肝脏脂质的损伤。

在本文中，脂质不饱和度由大到小为7TH (0.9657) > 7TL (0.7940) > 7CK (0.7810) > 42TH (0.7704) > 42TL (0.7139) > 42CK (0.6920)，可见肝脏脂质不饱和度随微塑料暴露量的增加而增加，但随暴露时间的增加而降低。

在微塑料领域，拉曼光谱是常见的检测方法，可用于体内微塑料的鉴定与计数，而此前对于微塑料造成的脏器损伤则更多依赖生化检测。本文中，我们介绍了一种基于拉曼光谱的微塑料引起脏器损伤的评估方法，根据拉曼特征峰对应的脂质代谢物，相对定量地评估肝脏脂质的代谢变化。而P300共聚焦拉曼光谱仪凭借其高光通量、高灵敏度、高稳定性等性能优势，在微塑料引起脏器损伤的研究中发挥重要作用。

参考文献

Liu, M., Mu, J., Wang, M., Hu, C., Ji, J., Wen, C., & Zhang, D. (2023). Impacts of polypropylene microplastics on lipid profiles of mouse liver uncovered by lipidomics analysis and Raman spectroscopy.Journal of hazardous materials, 458, 131918. 

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