【超离应用大放送】小颗粒,大危机:微塑料

年度塑料制品产量
自塑料发明以来,人类已经生产了万亿吨的塑料制品,而其中只有不到10%的被回收利用。

纳米塑料产生途径和来源
绝大部分塑料制品最终都进入了各种陆地或者水环境中。通过各种途径降解,最终形成微塑料或纳米塑料(MNP),其中的微塑料(MPs)直径小于5 mm,纳米塑料颗粒(NPs)直径小于1,000 nm。MPs通过一些途径可以转换为更小的NPs。

微塑料和纳米塑料对人体九个器官系统的潜在健康风险
MNP能被生物体和人体循环系统吸收,可以在各种食物来源中积累,在人类血液、肺、胎盘甚至母乳中都发现了它们的存在,存在极大的健康和风险隐患。为了明确其在人体内的分布规律以及可能引发的毒性机制,评估和应对MNP所带来的健康风险提供关键的科学依据,科学家需要将MNP有效分离纯化后对其进行诸如物理化学性质、生物学效应等多方面检测。
而超速离心能够利用强大的离心力场,去除掉那些干扰检测的杂质成分,将纳米尺度的MNP从复杂的生物样品或其他混合体系中纯化出来,为后续深入细致的检测工作奠定基础。
参考文献:
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的粒径较小,种类多,叠加环境中的浓度较低,因此,开发易于使用的方法来富集和纯化MNP对于后续研究至关重要。
通过超速离心分离和富集野外水样中的NPs。超速离心沉淀富集NPs近50倍,回收率高达87.1%。

参考文献:
Separation and enrichment of nanoplastics in environmental water samples via ultracentrifugation
通过等密度梯度离心分离土壤中的各类MPs,例如聚酰胺(PA66)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),分离度为≥87.6 %,回收率在86%到99%之间。

参考文献:
A novel approach to extract, purify, and fractionate microplastics from environmental matrices by isopycnic ultracentrifugation
当样品液体的体积比较大时,可以考虑连续流转子来进行离心,其最大沉淀容量可达800 mL,可以1到2个小时处理80 L以上的液体样品。

连续流转子离心示意图
参考文献:
A Nanoplastic Sampling and Enrichment Approach by Continuous Flow Centrifugation
微塑料与纳米塑料虽“小”,却暗藏着影响人类健康与生态环境的“大危机”。超速离心技术在检测与分离微纳米塑料方面展现出了巨大的潜力,其精准的分离能力就像在复杂环境样本的“迷宫”中找到了通往目标颗粒的“捷径”。
超速离心技术不仅在生物医学领域大放异彩,更在环境科学等诸多领域发挥着关键作用。从污水中富集出新冠病毒(☞ 污水环境监测系统为传染病爆发“吹哨”),到如今聚焦微塑料与纳米塑料的检测,超速离心技术的应用愈发广泛。它不仅提高了我们检测微纳米塑料的精度,还为后续研究其对生态系统的影响奠定了基础。在这场关于微塑料的生态挑战中,没有旁观者,只有共同的守护者。贝克曼库尔特生命科学愿与您一道:加速科技进步,改善人类健康。