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專家研究成果 | 室內(nèi)微塑料影響下的細菌群落與抗生素耐藥基因相關的健康危害研究
近日,,南開大學汪磊教授課題組在“Environmental Science & Technology” 上發(fā)表了題為“Bacterial Community under the influence of Microplastics in indoor Environment and the Health Hazards Associated with Antibiotic Resistance Genes” 的研究論文,。相關研究由彭楚博士擔任作者完成,。
微塑料(MPs)是指直徑小于 5 mm 的塑料顆粒,它是環(huán)境中重要的新型污染物,。近年來對生態(tài)環(huán)境的有害影響不斷被發(fā)現(xiàn),。而附著在微塑料表面的微生物群落,被稱為“塑料域”,。這些群落與水和土壤中的微生物群落不同,,與周圍天然固體基質(zhì)中的微生物群落也不同。塑料域可能對人類和動物構(gòu)成健康風險,,并因附著的微生物導致人類致病而引起了大量的關注,。
由于微塑料存在于人類居住的環(huán)境中,其相關的健康風險值得深入研究,。人類生活環(huán)境中微塑料沉降后以室內(nèi)灰塵的形式出現(xiàn)在我們身邊,。根據(jù)數(shù)據(jù)研究,,合成纖維如聚酯(PET)和尼龍(PA)在室內(nèi)灰塵中濃度分別高達 23000 和 179 mg/kg。此外,,在室內(nèi)灰塵中也檢測到了 PP 和 PE ,,還有一些天然顆粒如纖維素、毛發(fā),、二氧化硅等,。研究發(fā)現(xiàn),細菌和抗生素抗性基因(ARGs)存在于室內(nèi)灰塵中,,并因其與人的直接接觸而引起廣泛關注,。然而,室內(nèi)灰塵中微塑料的表面是否也存在細菌群落和 ARGs 尚不清楚,。此外,,由于日益嚴重的塑料垃圾問題,可生物降解塑料被認為是傳統(tǒng)塑料的潛在替代品,,正逐漸應用于日常生活中,。考慮到它們不同的生物利用度,,室內(nèi)環(huán)境中可降解塑料和不可降解塑料表面的細菌群落和 ARGs 的豐度可能存在差異,,因此值得進一步研究。
本文對收集的室內(nèi)灰塵樣本進行了研究,,為了了解微塑料顆粒對室內(nèi)環(huán)境細菌群落的影響,,作者采用了安捷倫 8700 LDIR 激光紅外成像以及 LC-MS/MS 對采集的室內(nèi)粉塵樣品中的微塑料和部分天然高分子進行檢測,并分析了室內(nèi)粉塵中的細菌群落,、 ARGs 豐度及其與微塑料和天然高分子的潛在關系,。此外,作者對室內(nèi)典型的灰塵有機成分,,包括可降解及不可降解塑料的纖維或顆粒和天然材料進行暴露實驗,,并描述了不同材料上不同的細菌群落和 ARGs 狀況,初步評估了室內(nèi)環(huán)境中相關的健康危害,。
專家簡介
汪磊 教授

南開大學環(huán)境科學系系主任,,博士生導師,環(huán)境過程與基準教育部重點實驗室主任,。國家自然科學基金委優(yōu)秀青年科學基金及天津市杰出青年基金獲得者,,主要從事新型污染物的環(huán)境行為與環(huán)境暴露相關方向的研究。
用戶反饋
為采集微塑料的數(shù)據(jù),,我們將經(jīng)過浮選處理后的樣品使用 8700 LDIR 激光紅外成像系統(tǒng)進行測試,,該方法能夠快速、準確地完成對高通量的微塑料顆粒樣品的定性和定量工作,與此同時,,還能對顆粒的物理形態(tài)信息進行可視化分析,;而采用 LC-MS/MS 對微塑料的解聚產(chǎn)物進行精準定量測試時樣品無需進行任何前處理,采集數(shù)據(jù)后經(jīng)過公式回溯計算即可得出微塑料的質(zhì)量濃度,, 具有定量限低及定量準確等優(yōu)點。色譜與質(zhì)譜搭配使用進行環(huán)境中微納塑料樣品測試分析,,將為微塑料科研工作帶來更多準確有價值的信息,。
近年來,安捷倫公司為進一步推進微塑料樣品測試的便捷性,,開發(fā)了多種不同測試技術的解決方案,。本文主要采用了以下兩種測試解決方案:
8700 LDIR激光紅外成像微塑料
測試解決方案
安捷倫 8700 LDIR 激光紅外成像(如圖1 所示)采用專有的量子級聯(lián)激光器(QCL)作為光源,光源能量為傳統(tǒng)傅里葉顯微紅外/紅外成像系統(tǒng)的 10000 倍以上,。光路設計打破了傳統(tǒng)傅里葉變換紅外成像技術的設計理念,,光源照射到樣品后無需經(jīng)過任何信號轉(zhuǎn)換,直接被檢測器接收,。即使在微米級樣品的測試中,,也能夠獲得信噪比足夠高的紅外譜圖,從而實現(xiàn)準確定性,。

圖 1. Agilent 8700 LDIR 激光紅外成像系統(tǒng)
與儀器搭配使用的 Clarity 操作軟件中內(nèi)置了微塑料的測試方法,,軟件可自動完成選取區(qū)域內(nèi)顆粒的識別和圖像采集、顆粒尺寸信息采集統(tǒng)計以及紅外譜圖采集及定性結(jié)果統(tǒng)計等,,如圖 2 所示,。8700 LDIR 激光紅外成像微塑料測試是更高效的全自動化測試方案,基本消除了人為誤差的影響,,為將來微塑料測試方法的標準化奠定了基礎,。

圖 2. 微塑料樣品測試結(jié)果,從左至右依次是紅外成像結(jié)果,、微塑料顆粒詳細信息,、定性結(jié)果統(tǒng)計以及粒徑分布統(tǒng)計信息
基于 LC/TQ 的微塑料定性定量策略
Agilent 6400 系列三重四極桿質(zhì)譜儀為商業(yè)、生命科學研究和法規(guī)監(jiān)管應用提供了可靠的性能和出色的通用性,,憑借出色的靈敏度,、精密度和掃描速度,即便痕量樣品也能讓您對結(jié)果準確性充滿信心,。其中 6470B 三重四極桿LC/MS 儀器(如圖 3 所示)結(jié)合了多項技術優(yōu)勢,,如安捷倫噴射流離子源、彎曲的碰撞池幾何設計,、 ±20 kV 高能量打拿極和 VacShield 真空盾,,這些創(chuàng)新能夠大大提高電離效率、增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,大幅縮短儀器停機時間并達到*的檢測靈敏度,,同時實現(xiàn)寬線性動態(tài)范圍,。

圖3. 安捷倫 6470 三重四極桿質(zhì)譜儀
含有 PA 、PC 和 PET 等微塑料成分的環(huán)境樣品經(jīng)凈化,、過濾后,,采用強酸或強堿輔助加熱法將聚合物解聚成單體,經(jīng)固相萃取柱提取富集各單體,,采用 LC/TQ 定量分析單體的濃度,,并通過聚合物的分子式組成推算微塑料成分的準確含量,測試流程如圖 4 所示,。

圖4. 微塑料液質(zhì)定性定量測試流程
如您對安捷倫微塑料測試的完整解決方案感興趣,,可通過掃描以下二維碼進行注冊查看:
1)微塑料檢測全產(chǎn)品解決方案
2)Agilent 8700 LDIR 激光紅外成像系統(tǒng)微塑料定性 / 定量分析解決方案
3)智能有譜,可靠通用-Agilent 6475 三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)
