圖1. 以礦泉水瓶為原料的PET納米塑料制備、銥元素標記示意圖,以及靜脈注射條件下納米塑料在小鼠體內的定量分布
2. 納米塑料的毒性效應
該團隊以斑馬魚胚胎作為動物模型,研究不同粒徑和環境暈包覆的PET納米塑料的體內分布和毒性效應(圖2)。熒光標記成像顯示納米塑料可以透過卵膜進入到胚胎內部,研究發現胚胎孵化率、心率和活性氧物種產生等生物學指標受納米塑料尺寸、濃度和表面性質影響。相關工作發表在Environmental Science-Nano(2020,7, 2313-2324,hot article)。
探究了納米塑料與苯并芘(Bap)形成的復合污染物及其與細胞的相互作用問題。研究發現PS納米塑料吸附Bap納米團簇,并作為載體攜帶Bap進入細胞,定位于溶酶體、線粒體和內質網;納米塑料的結合作用降低了不同尺寸Bap團簇誘發細胞毒性的差異。該工作發表在Nanoscale(2021, 13, 1016-1028)。進一步探索了體內粘液對納米塑料復合污染物生物效應的影響。發現表面形成的黏蛋白暈能夠改變復合污染物的攝取機制、胞內蓄積和亞細胞器分布,降低復合污染粒子胞內轉運速率,延遲納米塑料和Bap的解離進程,從而降低復合污染物的細胞毒性。相關工作發表在Journal of Hazardous Materials(2021, 406, 124306)。
圖2. PET納米塑料的掃描電鏡和粒徑分布,以及在斑馬魚卵和幼魚體內的分布
上述工作為未來深入開展海岸帶區域納米塑料污染物的環境行為、環境效應和人類健康風險評估等研究提供了技術儲備。相關研究得到國家自然科學基金(42076199, 21976209)等項目的支持。
相關論文:
1. Qi Gao, Yunqing Wang,* Yunxia Ji, Xizhen Zhao, Panpan Zhang, Lingxin Chen,* Tracking of realistic nanoplastics in complicated matrices by iridium element labeling and inductively coupled plasma mass spectroscopy, Journal of Hazardous Materials, 2022, 424, 127628. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127628
2. Yunxia Ji,# Chuyu Wang,# Yunqing Wang,* Longwen Fu, Mingsan, Lingxin Chen,* Realistic polyethylene terephthalate nanoplastics and the size- and surface coating-dependent toxicological impacts on zebrafish embryos, Environmental Science-Nano, 2020,7, 2313-2324. https://doi.org/10.1039/D0EN00464B
3. Yunxia Ji,# Yunqing Wang,# Dazhong Shen, Qi Kang,* Jiping Ma, Lingxin Chen,* Revisiting the cellular toxicity of benzo[a]pyrene from the view of nanoclusters: size- and nanoplastic adsorption-dependent bioavailability, Nanoscale, 2021, 13, 1016-1028. https://doi.org/10.1039/D0NR06747D
4. Yunxia Ji, Yunqing Wang, Dazhong Shen, Qi Kang,* Lingxin Chen,* Mucin corona delays intracellular trafficking and alleviates cytotoxicity of nanoplastic-benzopyrene combined contaminant, Journal of Hazardous Materials, 2021, 406, 124306. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124306