研究发现，带正电的纳米塑料增加了大肠杆菌的毒力

纳米塑料无处不在。这些碎片非常小，它们可以积聚在细菌上并被植物根系吸收；它们存在于我们的食物、水和身体中。科学家们不知道它们对我们健康的影响的全部程度，但伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校食品科学家的新研究表明，某些纳米塑料可能会使食源性病原体更具毒性。

“其他研究已经评估了纳米塑料和细菌的相互作用，但到目前为止，我们是第一个研究微塑料和纳米塑料对人类致病菌影响的研究。我们专注于与食源性疾病爆发有关的一种关键病原体——大肠杆菌O157:H7，”资深研究作者、食品科学与人类营养系副教授、伊利诺伊州推广专家Pratik Banerjee说；这两个单位都是伊利诺伊州农业、消费者和环境科学学院的一部分。Banerjee的团队发表在《纳米生物技术杂志》上，发现表面带正电的纳米塑料更有可能对大肠杆菌O157:H7造成生理压力。正如压力大的狗更有可能咬人一样，压力大的细菌也变得更加致命，排出更多的志贺样毒素，这种化学物质会导致人类患病。

研究人员预计带正电荷的纳米塑料会影响大肠杆菌，因为细菌的表面带有负电荷。为了检验它们的对立面吸引假说，他们用聚苯乙烯（那些无处不在的白色蛤壳式外卖盒中的材料）制备了纳米塑料，并在将颗粒引入大肠杆菌之前施加正、中性或负电荷，使其在溶液或生物膜中自由漂浮。Banerjee说：“我们从表面电荷开始。塑料具有巨大的吸附化学物质的能力。每种化学物质对表面电荷的影响不同，取决于吸附了多少化学物质以及吸附在哪种塑料上。”。

“我们在这篇论文中没有研究化学物质本身的影响——这是我们的下一项研究——但这是了解塑料表面电荷如何影响致病性大肠杆菌反应的第一步。”

接触带正电的纳米塑料的细菌以多种方式表现出压力，而不仅仅是产生更多的志贺样毒素。当它们自由漂浮并缓慢聚集成生物膜时，它们也需要更长的时间才能繁殖。然而，增长最终反弹。

由于细菌细胞形成的细胞外涂层，生物膜为细菌细胞提供了一定程度的保护。为了测试这种涂层是否能够抵御纳米塑料引起的应力，研究小组将相对较大的微塑料颗粒浸入细菌汤中，并让大肠杆菌在一两周内定植。然后，他们引入了相同的带电纳米塑料。

带正电的颗粒仍然会在生物膜结合的大肠杆菌中引起压力，并增强志贺样毒素的产生。Banerjee说：“生物膜是一种非常坚固的细菌结构，很难根除。它们在医疗行业是一个大问题，在导管或植入物等插入物上形成，在食品行业也是如此。”。“我们的目标之一是观察当这种通常通过食物传播的人类病原体从生物膜的有利位置遇到这些纳米塑料时会发生什么。”

与塑料颗粒的相互作用可能不仅仅是增加大肠杆菌的毒性；其他研究表明，微塑料上的生物膜可能成为抗生素抗性基因转移的热点，使细菌更难管理。Banerjee的团队正在进行研究，以了解食品和土壤等其他环境中主要食源性病原体的抗性基因转移、毒力和传播模式的变化。p