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“識微鑒塑”, P300拉曼光譜儀賦能微塑料研究

來源:長春長光辰英生物科學(xué)儀器有限公司 更新時(shí)間:2025-12-26 10:15:23 閱讀量:101
導(dǎo)讀:微塑料的研究重點(diǎn)逐漸從“是否存在”轉(zhuǎn)向“成分、分布特征及潛在生物效應(yīng)”,長光辰英P300共聚焦拉曼光譜儀可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜體系中微塑料的精準(zhǔn)定位,融合光譜與顯微成像,為微塑料的環(huán)境行為與生物效應(yīng)研究提供確鑿的“證據(jù)”。

微塑料及納米塑料已被廣泛發(fā)現(xiàn)存在于土壤、水體、生物組織及農(nóng)作物等多種體系中,其粒徑小、形態(tài)與類型多樣、聚合物組成差異顯著,且常與環(huán)境或生物基質(zhì)高度混雜,使得對其類型與空間分布的準(zhǔn)確識別成為研究中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。隨著研究重點(diǎn)從“是否存在”逐步轉(zhuǎn)向“成分、分布特征及潛在生物效應(yīng)”,對微塑料化學(xué)類型與組成特征的可靠鑒定能力愈發(fā)重要。

拉曼光譜能夠基于分子振動(dòng)特征提供穩(wěn)定、可區(qū)分的聚合物“光譜指紋”,具備免標(biāo)記、單顆粒級識別及高空間分辨率等優(yōu)勢,適合在復(fù)雜樣品中對微米及亞微米尺度塑料顆粒進(jìn)行成分判定,并可與顯微成像實(shí)現(xiàn)空間信息與化學(xué)信息的聯(lián)合分析。

識微見塑,依托 P300 共聚焦拉曼光譜儀 優(yōu)異的空間分辨率與光譜靈敏度,研究者不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜體系中微塑料的精準(zhǔn)定位,更能通過光譜與顯微成像的深度融合,為微塑料的環(huán)境行為與生物效應(yīng)研究提供確鑿的化學(xué)證據(jù)。




# 01
微塑料拉曼檢測的基本流程

以土壤樣本為例,基于拉曼光譜的微塑料檢測通常包括以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟:



1)樣品前處理與微塑料富集
2)顯微成像與顆粒定位
3)單顆粒拉曼光譜采集與譜庫匹配
4)結(jié)果整合與統(tǒng)計(jì)分析

圖1 :土壤樣本預(yù)處理與P300拉曼光譜儀檢測微塑料流程

微塑料光譜檢測及匹配結(jié)果:(APS微塑料的顯微圖像;(BPS微塑料與譜圖庫的匹配結(jié)果;(CPVC微塑料的顯微圖像;(DPVC微塑料與譜圖庫的匹配結(jié)果


# 02
微塑料檢測應(yīng)用案例

|微塑料對動(dòng)物組織損傷研究的新思路
小鼠肝臟樣品檢測微塑料研究流程[1]

在動(dòng)物模型研究中,拉曼光譜不僅可用于識別組織中的微塑料顆粒,還可結(jié)合組織生化信息,探索微塑料潛在的生物學(xué)影響。在該研究中,小鼠經(jīng)不同濃度微塑料暴露后,肝臟組織樣本經(jīng)消解與過濾處理,在 P300 共聚焦拉曼光譜儀下對微塑料顆粒進(jìn)行定位與成分確認(rèn)。同時(shí),對肝臟組織切片開展原位拉曼檢測,分析與脂質(zhì)代謝相關(guān)的光譜特征變化。

研究結(jié)果顯示,拉曼光譜能夠在復(fù)雜組織背景中確認(rèn)微塑料的存在,并揭示其與肝臟脂質(zhì)代謝異常之間的關(guān)聯(lián),為研究微塑料對動(dòng)物組織的潛在損傷機(jī)制提供了一種原位、無損的分析思路。


微塑料及其在肝臟中的表征與肝病理切片拉曼光譜[1]

關(guān)聯(lián)閱讀:《J HAZARD MATER》丨基于單細(xì)胞拉曼光譜結(jié)合脂質(zhì)組學(xué)分析揭示聚丙烯微塑料對小鼠肝臟脂質(zhì)代謝的影響

突破農(nóng)作物中納米塑料的檢測極限

      相較于微米級顆粒,納米塑料在農(nóng)作物中的檢測更具挑戰(zhàn)性。在該研究中,研究人員以典型農(nóng)作物為模型,探究土壤中納米塑料在作物體內(nèi)的遷移與累積情況。通過顯微成像與拉曼光譜聯(lián)合分析,研究者在作物組織中定位到納米塑料的分布區(qū)域,并在復(fù)雜背景條件下成功采集到對應(yīng)的聚合物特征拉曼信號。研究表明,借助P300 的共聚焦能力與高靈敏度檢測性能,拉曼光譜可作為連接“空間定位”與“化學(xué)鑒定”的關(guān)鍵工具,為納米塑料在農(nóng)作物中的研究提供了可行技術(shù)路徑。

花生(A-B)及水稻(C-D)的掃描電鏡與拉曼光譜[2]

關(guān)聯(lián)閱讀:《Advanced Science》丨納米塑料能在作物的果實(shí)中積累并影響其營養(yǎng)品質(zhì)的分子機(jī)制


# 03
P300 共聚焦拉曼光譜儀在微塑料檢測中的優(yōu)勢

  • 面向微塑料場景優(yōu)化的共聚焦拉曼檢測架構(gòu)
    P300 
    采用高穩(wěn)定共聚焦光路設(shè)計(jì),能夠在復(fù)雜基質(zhì)背景下對微米級及亞微米級塑料顆粒進(jìn)行精準(zhǔn)定位與拉曼采集,兼顧空間分辨率與信噪比表現(xiàn),適合環(huán)境樣品與生物樣品中低對比度顆粒的檢測需求。
  • 顯微成像—拉曼檢測深度聯(lián)動(dòng)的一體化流程
    支持在同一平臺內(nèi)完成大視野顯微掃描、顆粒自動(dòng)定位與單顆粒拉曼光譜采集,避免跨平臺操作帶來的定位誤差,提高微塑料檢測的一致性與可重復(fù)性。
  • 多維系統(tǒng)校準(zhǔn)與長期穩(wěn)定性保障
    P300 
    通過內(nèi)置的峰強(qiáng)、峰位和背景信號等獨(dú)特多維校準(zhǔn)機(jī)制,確保不同批次、不同區(qū)域及不同樣品間的拉曼數(shù)據(jù)具備良好可比性,適用于需要統(tǒng)計(jì)分析與趨勢判斷的微塑料研究場景。

  • 面向復(fù)雜樣品的譜庫匹配與數(shù)據(jù)分析能力
    結(jié)合成熟的聚合物拉曼譜庫與自動(dòng)化分析流程,可實(shí)現(xiàn)對常見微塑料類型的快速識別,并支持在環(huán)境樣品與生物樣品中開展多顆粒統(tǒng)計(jì)分析。

參考文獻(xiàn):

[1] Liu, Mingying, et al. "Impacts of polypropylene microplastics on lipid profiles of mouse liver uncovered by lipidomics analysis and Raman spectroscopy." Journal of Hazardous Materials 458 (2023): 131918.

[2] Jiang, Meng, et al. "Evidence and impacts of nanoplastic accumulation on crop grains." Advanced Science 9.33 (2022): 2202336.


掃描二維碼,

獲取1V1專屬服務(wù)



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