如今，从海洋深处到农田土壤，甚至人体内部，地球各处都能发现微塑料和纳米塑料。然而，科学家仍难以理解这些颗粒进入生物体后究竟会产生什么影响。一项新研究提出了一种创新的基于荧光的技术策略，使研究人员能够实时追踪微塑料在生物系统内移动、转化和降解的过程。
目前全球塑料年产量已超过4.6亿吨。每年有数百万吨的微观塑料颗粒被释放到环境中。科学家已在海洋动物、鸟类以及人体组织（包括血液、肝脏甚至大脑样本）中发现了这些颗粒。实验室实验表明，接触这些颗粒可能与炎症、器官损伤和发育问题有关。尽管如此，关于这些颗粒进入生物系统后的行为，仍存在关键的知识空白。
"目前大多数方法只能给我们提供一个时间点的快照，"通讯作者范文宏说。"我们可以测量组织中有多少颗粒，但无法直接观察它们在生物体内如何移动、积累、转化或分解。"
当前微塑料检测方法的局限性
常用的检测工具，如红外光谱和质谱法，要求科学家破坏组织样本才能进行分析。这种方法阻碍了研究人员观察颗粒随时间变化的行为。荧光成像提供了一个可能的解决方案，但当前的标记技术在复杂的生物环境中常面临信号衰减、染料泄漏或亮度降低等问题。
一种用于实时追踪的新型荧光策略
为了解决这些局限性，该团队设计了一种他们称之为荧光单体可控合成的策略。该方法不是用荧光染料包覆塑料颗粒，而是将发光组分直接结合到塑料的分子结构中。这种方法使用了聚集诱导发光材料，当它们聚集在一起时发光更强。这种设计有助于维持稳定的信号，并减少成像过程中的亮度损失。
利用这项技术，研究人员可以精细调节颗粒的亮度、发射光颜色、尺寸和形状。由于荧光材料均匀分布在整个颗粒中，因此完整的塑料及其降解过程中产生的更小碎片都能保持可见。这一能力为追踪微塑料的完整生命周期（从摄入和内部运输，到转化和最终分解）打开了大门。
理解健康与环境风险
该策略仍处于实验测试阶段，但它基于高分子化学和生物相容性荧光成像的既定原理。研究人员表示，这种方法可能成为研究微塑料如何与细胞、组织和器官相互作用的重要工具。
"阐明微塑料在生物体内的运输和转化过程，对于评估其真实的生态和健康风险至关重要，"范说。"动态追踪将帮助我们超越简单的暴露测量，更深入地理解毒性机制。"
随着对塑料污染的担忧加剧，揭示微塑料在生物系统中行为的工具可能在改进风险评估和指导未来环境法规方面发挥关键作用。