光声成像技术实现活体内聚丙烯微塑料的无标记实时检测
7月28日消息,微塑料在人体组织和器官中的存在已成为公共卫生关注的焦点,但现有检测技术面临根本性瓶颈:大多数检测微塑料在组织中分布的方法要么需要破坏组织样本,要么依赖放射性或荧光标记物的寿命,使其难以在常规或活体环境下实施。
伦敦大学学院医学成像讲师P. Stephen Patrick及其团队另辟蹊径,利用聚丙烯微塑料对特定波长光的固有光吸收特性,开发了基于光声成像的无标记检测方法。该技术通过检测微塑料在吸收光能后产生的超声波信号,实现了在活体小鼠中实时观察微塑料的分布和运动。
聚丙烯是全球产量最大的塑料品种之一,广泛用于食品容器、包装和纺织品中,也是环境中检测到的主要微塑料类型之一。研究团队发现,聚丙烯微塑料在特定光波长下具有特征性吸收峰,通过多波长光声成像可以区分微塑料信号与周围组织的背景信号。
这项技术的意义在于:第一,它实现了从离体(需提取和消化组织)到活体(可重复监测同一动物体内微塑料的动态变化)的方法学跨越,大幅提高了实验效率和数据质量。第二,无需外源标记物避免了标记物脱落、降解或改变微塑料表面性质对结果的干扰。第三,光声成像的穿透深度(毫米至厘米级)和空间分辨率(微米级)适合临床转化场景。
当前全球正在加强对微塑料的健康风险评估。世界卫生组织已将微塑料列为新兴环境健康关注事项,多项研究在人类血液、胎盘和肺部检测到微塑料颗粒。Patrick团队的光声成像技术为系统研究微塑料在活体中的迁移、累积和清除动力学提供了新的分析工具,有望加速微塑料毒理学和暴露科学的研究进展。
(来源:C&EN)