【超離應(yīng)用大放送】小顆粒,大危機(jī):微塑料

年度塑料制品產(chǎn)量
自塑料發(fā)明以來(lái),人類(lèi)已經(jīng)生產(chǎn)了萬(wàn)億噸的塑料制品,而其中只有不到10%的被回收利用。

納米塑料產(chǎn)生途徑和來(lái)源
絕大部分塑料制品最終都進(jìn)入了各種陸地或者水環(huán)境中。通過(guò)各種途徑降解,最終形成微塑料或納米塑料(MNP),其中的微塑料(MPs)直徑小于5 mm,納米塑料顆粒(NPs)直徑小于1,000 nm。MPs通過(guò)一些途徑可以轉(zhuǎn)換為更小的NPs。

微塑料和納米塑料對(duì)人體九個(gè)器官系統(tǒng)的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)
MNP能被生物體和人體循環(huán)系統(tǒng)吸收,可以在各種食物來(lái)源中積累,在人類(lèi)血液、肺、胎盤(pán)甚至母乳中都發(fā)現(xiàn)了它們的存在,存在極大的健康和風(fēng)險(xiǎn)隱患。為了明確其在人體內(nèi)的分布規(guī)律以及可能引發(fā)的毒性機(jī)制,評(píng)估和應(yīng)對(duì)MNP所帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)提供關(guān)鍵的科學(xué)依據(jù),科學(xué)家需要將MNP有效分離純化后對(duì)其進(jìn)行諸如物理化學(xué)性質(zhì)、生物學(xué)效應(yīng)等多方面檢測(cè)。
而超速離心能夠利用強(qiáng)大的離心力場(chǎng),去除掉那些干擾檢測(cè)的雜質(zhì)成分,將納米尺度的MNP從復(fù)雜的生物樣品或其他混合體系中純化出來(lái),為后續(xù)深入細(xì)致的檢測(cè)工作奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
The world of plastic waste: A review
The Potential Human Impacts of Environmental Contamination by Microplastics and Nanoplastics: A Review
A systematic review of the impacts of exposure to micro- and nano-plastics on human tissue accumulation and health.
由于MNP的粒徑較小,種類(lèi)多,疊加環(huán)境中的濃度較低,因此,開(kāi)發(fā)易于使用的方法來(lái)富集和純化MNP對(duì)于后續(xù)研究至關(guān)重要。
通過(guò)超速離心分離和富集野外水樣中的NPs。超速離心沉淀富集NPs近50倍,回收率高達(dá)87.1%。

參考文獻(xiàn):
Separation and enrichment of nanoplastics in environmental water samples via ultracentrifugation
通過(guò)等密度梯度離心分離土壤中的各類(lèi)MPs,例如聚酰胺(PA66)、聚己二酸對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET),分離度為≥87.6 %,回收率在86%到99%之間。

參考文獻(xiàn):
A novel approach to extract, purify, and fractionate microplastics from environmental matrices by isopycnic ultracentrifugation
當(dāng)樣品液體的體積比較大時(shí),可以考慮連續(xù)流轉(zhuǎn)子來(lái)進(jìn)行離心,其最大沉淀容量可達(dá)800 mL,可以1到2個(gè)小時(shí)處理80 L以上的液體樣品。

連續(xù)流轉(zhuǎn)子離心示意圖
參考文獻(xiàn):
A Nanoplastic Sampling and Enrichment Approach by Continuous Flow Centrifugation
微塑料與納米塑料雖“小”,卻暗藏著影響人類(lèi)健康與生態(tài)環(huán)境的“大危機(jī)”。超速離心技術(shù)在檢測(cè)與分離微納米塑料方面展現(xiàn)出了巨大的潛力,其精準(zhǔn)的分離能力就像在復(fù)雜環(huán)境樣本的“迷宮”中找到了通往目標(biāo)顆粒的“捷徑”。
超速離心技術(shù)不僅在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大放異彩,更在環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。從污水中富集出新冠病毒(? 污水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為傳染病爆發(fā)“吹哨”),到如今聚焦微塑料與納米塑料的檢測(cè),超速離心技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。它不僅提高了我們檢測(cè)微納米塑料的精度,還為后續(xù)研究其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響奠定了基礎(chǔ)。在這場(chǎng)關(guān)于微塑料的生態(tài)挑戰(zhàn)中,沒(méi)有旁觀(guān)者,只有共同的守護(hù)者。貝克曼庫(kù)爾特生命科學(xué)愿與您一道:加速科技進(jìn)步,改善人類(lèi)健康。
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