无损、实时可视化检测植物摄取和输运塑料纳米颗粒的过程
发布时间:2019-01-18 阅读量:

塑料制品降解会形成小到微米甚至纳米尺度的颗粒,这些塑料微粒通过空气、水体、土壤等媒介进入生态环境,可能威胁生态安全和生物机体健康。针对生态环境中的微米塑料颗粒(1-1000微米)检测及其生物效应人们已经作了较为深入的研究,但是纳米塑料颗粒(1-1000纳米)在生物体中的检测仍缺乏有效的手段。目前,纳米塑料颗粒的活体检测及其潜在的生物学和生态学效应引起了公众和科研工作者的广泛关注。

中国人民大学化学系与北京大学化学与分子工程学院合作,通过自行研发时间分辨荧光成像装置(Rev. Sci. Instrum.2018, 89, 085105),实现了稀土发光标记的塑料纳米粒子在植物体内输运过程的实时可视化检测,并研究了植物摄取、输运和滞留塑料纳米粒子的机理(Environ. Sci. Technol., 2019, DOI: 10.1021/acs.est.8b05689)。

合作双方在对一年生木本植物九里香(Murraya exotica)的研究中发现,植物根系从培养液中摄取塑料纳米颗粒,并且在液流的带动下经茎部皮层向上输运。进一步研究植物组织与输过程间的微观关联,发现植物皮层中木质化细胞壁间隙是塑料纳米颗粒的主要输运通道和滞留空间。该活体成像技术具有无损、实时、大视场以及深穿透等优点,并且能够屏蔽生物组织强烈的自发荧光干扰,预期将在“纳米颗粒-生物活体”相互作用机制的研究工作中发挥重要作用。(图:塑料纳米颗粒在植株茎中的输运过程的无损、实时影像。)