纳米塑料（Nanoplastics，NPs）的污染效应越来越受到重视，研究发现NPs会引起包括物理损伤、氧化应激、细胞信号传导受损、发育缺陷和遗传损伤等在内的多种不良影响。然而，受NPs本身性质和环境因素的影响，环境中NPs的准确跟踪监测和可靠定量分析问题仍然亟待解决。尽管如此，实验室中纳米塑料毒理及环境行为研究，可为其污染防治、毒理效应研究提供参考。为此，纳米塑料的可控合成及定量化十分重要。

　　工业生物燃气研究中心开发了一种核壳模式塑料（Au@NPs，图1）可控合成的方法。此核壳纳米塑料以金纳米粒子（Au）为核，实现塑料的定量检测；以聚苯乙烯为壳，赋予其塑料的性质。此外，可通过引发剂及反应时间调控，实现纳米塑料表面电荷和粒径的可控调节。

　　图1 核壳Au@NPs的合成过程及其表征。

　　随后，研究选取了六种环境基质，包括海水、湖水、污水、废污泥、土壤和沉积物，研究了Au@NPs从不同环境介质中的回收率以评估其作为模式塑料的可行性。结果表明Au@NPs的回收率均达到80%以上（图2），并且在1%过氧化氢溶液，模拟胃液、酸以及碱的不同环境因素下也表现出优异的抗性。在此基础上，将合成的核壳式Au@NPs应用于淡水体系NPs的环境行为研究中发现，不同性质的Au@NPs能够对蓝藻和浮萍产生相应的生态毒性效应，且通过ICP-MS对生物体各部位NPs的含量进行了定量分析，而共聚焦激光扫描显微镜散射光成像技术也观察到了核壳式Au@NPs在生物体内的分布情况（图2），实现了NPs相关环境行为的有效监测分析。

　　图2 核壳式Au@NPs的环境抗性、回收率及淡水系统环境行为的研究

　　本研究合成的核壳式Au@NPs不仅能通过改变聚合反应时间、苯乙烯用量和自由基引发剂等因素，获得不同大小和表面电荷的NPs，且在环境介质中稳定、回收率高，为各种复杂环境系统中不同类型NPs的环境行为研究提供理想模型选择，解决了NPs难以跟踪监测和定量分析的问题。

　　图3  相关研究在Analytical Chemistry发表封面论文

　　相关研究成果近期作为封面论文发表于国际权威期刊Analytical Chemistry《分析化学》，工业生物燃气研究中心郭荣波研究员、山东大学袁宪正教授、江南大学邹华教授为本论文的通讯作者，付善飞研究员与山东师范大学冯立娟博士为论文的共同第一作者。本研究获得了国家自然科学基金项目、“清洁能源转化技术与示范”中国科学院战略重点研究项目以及山东省自然科学基金项目的资助。（文/图 朱鸿璐 付善飞）

　　原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c01666

　　Shan-Fei Fu, Li-Juan Feng, Honglu Zhu, Yun Zhang, Xian-Zheng Yuan^*, Hua Zou^*, and Rong-Bo Guo^*，Core-Shell Au@Nanoplastics as a Quantitative Tracer to Investigate the Bioaccumulation of Nanoplastics in Freshwater Ecosystems. Analytical Chemistry. 2023, 8.