从植物种子到动物肾脏：共聚焦拉曼光谱技术破解组织内微塑料原位检测与毒理学评估难题

微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）的环境污染已成为全球性科学问题。这些粒径小于5 μm的塑料颗粒不仅广泛存在于水体和土壤中，更能通过食物链在生物体内富集，引发潜在的生态和健康风险。然而，当前微塑料研究面临两大技术瓶颈：

1.检测灵敏度不足：传统红外光谱和热分析方法难以实现亚微米级塑料颗粒的精准识别；

2.原位分析缺失：生物样本中的微塑料分布与细胞相互作用机制缺乏高分辨率的原位表征手段。

共聚焦拉曼光谱技术因其高空间分辨率（<0.5 μm）、无损检测特性及分子指纹识别能力，为微塑料研究提供了突破性解决方案。

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· 无损、无标记原位鉴定：

直接获取微塑料的化学“指纹”信息，最大限度保持样品原始状态。

· 亚微米级空间分辨率：

实现微塑料在组织、细胞乃至亚细胞器水平的精确定位，提供关键的空间分布证据。

· 同步获取生化信息：

在鉴定微塑料的同时，揭示其引起的脂质、蛋白等内源性代谢物的变化，将“污染”与“损伤”关联。

· 突破衍射极限的灵敏度：

成功表征常规方法难以检测的80 nm纳米塑料信号，为研究纳米级污染物的生物效应提供可能。

案例一：拉曼光谱表征植物种子内微塑料

以往研究发现植物的根系能吸收纳米塑料，而对于纳米塑料能否最终进入果实仍不清楚。

· 解决方案：研究团队通过扫描电镜，激光共聚焦，拉曼光谱和傅里叶红外光谱等实验证明了聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs，80nm）分别能在常见作物花生和水稻的果实中积累。进一步，采用粗粒化分子动力学模拟研究了纳米塑料和植物细胞膜的相互作用，模拟发现PS纳米塑料在接近细胞膜时，会与膜磷脂存在较强的范德华相互作用，并进一步通过包裹内吞的方式进入膜内，从而揭示了纳米塑料进入果实细胞中的分子机制。

文章链接：《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

案例二：基于拉曼光谱的小鼠肾脏MPs表征及肾脏脂质动态监测

肾脏作为代谢的核心器官之一，其脂质代谢依赖脂肪酸氧化，但MPs如何干扰肾脏脂质组稳态仍不明确。有研究表明，聚苯乙烯微塑料可诱导肾脏线粒体功能障碍与炎症反应，然而聚丙烯（Polypropylene, PP）微塑料对肾脏脂质代谢的影响尚未系统解析。

· 解决方案：通过拉曼光谱结合多变量分析与脂质组学，揭示了聚丙烯微塑料（PP-MPs）通过紊乱脂质代谢和诱发氧化应激失衡引发小鼠肾脏损伤的分子机制。

文章链接：用户文章丨《Chemosphere》 吉林大学张大奕教授团队与浙江中医药大学刘明英教授团队联合发表微塑料损伤肾脏脂质组新机制

在微塑料研究领域，科研工作者面临的挑战不仅在于“找得到”，更在于“说得清”其生物学效应。P300共聚焦拉曼光谱仪为此提供了强有力的支持！

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