发光向上转换的纳米粒子作为高灵敏度的光学探头,用于在Caenorhabditis elegans中可视化纳米和微塑料

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 毒理学 毒理学 毒理学
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 塑料污染,特别是微塑料和纳米塑料,对土壤生态系统和粮食安全构成重大威胁.
• 生物体中塑料颗粒的传统检测方法受到高背景噪声和自光干扰的影响.
• 了解不同尺寸的塑料在生物体中的生物分布和毒理影响至关重要.

研究的目的:

• 开发和利用新的升级纳米颗粒作为敏感探头,实时可视化塑料摄入和生物分布在Caenorhabditis elegans*.
• 研究聚烯微塑料 (PS-MPs) 和纳米塑料 (PS-NPs) 尺寸依赖的分布模式和组织透.
• 评估PS-MPs和PS-NPs在生物体水平上的差异毒性.

主要方法:

• 合成发光的NaYF4:Yb³⁺/Er³⁺向上转换的纳米粒子,用于近红外到可见光的光转换.
• 实时显微镜成像可视化C. elegans*中PS-MP和PS-NP的摄入和生物分布.
• 定量光分析以确定塑料的生物可用性和组织透.
• 评估运动障碍和生理障碍,以评估毒性.

主要成果:

• 向上转换的纳米粒子提供了高灵敏度,塑料吸收的实时成像,克服了传统探针的局限性.
• 显微镜成像显示出明显的分布模式:PS-MPs仅限于消化道,而PS-NP则穿透肠壁进入全身循环.
• 定量分析显示,PS-NP与PS-MP相比具有更高的生物可用性和更深的组织透.
• 运动障碍和生理障碍表明PS-NP和PS-MP之间的毒性差异.

结论:

• 向上转换的纳米粒子是有效的,敏感的,非侵入性的生物成像探针,用于跟踪生物系统中的纳米和微塑料.
• 这项研究提供了关于塑料污染物的尺寸依赖生物分布和毒性的关键见解,这些污染物存在于C. elegans中.
• 这些发现突显了升级纳米颗粒在环境监测和毒理学研究中的更广泛应用的潜力.