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不同食物基质对纳米塑料的胃肠道行为与胶体稳定性的影响
1
作者
詹蕾卉
王星艳
+6 位作者
罗诗睫
罗丹
曾雅琪
李颖彬
易宇婷
郭智丹
陈澄宇
《环境化学》
北大核心
2025年第3期732-741,共10页
随着塑料产量的持续增加和回收率的低下,大量塑料进入环境,并通过机械磨损、光照和生物降解等途径分解为小于100 nm的纳米塑料(NPs).它们通过口服摄入、呼吸吸入和皮肤接触等途径进入人体,造成生殖、神经和关节等多方面的毒性,严重威胁...
随着塑料产量的持续增加和回收率的低下,大量塑料进入环境,并通过机械磨损、光照和生物降解等途径分解为小于100 nm的纳米塑料(NPs).它们通过口服摄入、呼吸吸入和皮肤接触等途径进入人体,造成生殖、神经和关节等多方面的毒性,严重威胁人体健康.目前,NPs的研究主要集中在水环境和胃液中的迁移转化,且大多数忽视了食物基质的作用.为进一步阐明NPs在人体内的作用机制并评估其安全风险,本研究拟建立人体胃肠道(GIT)体外消化模型,使用时间动态光散射法(DLS)探讨NPs在不同食物基质下的胃肠道行为和胶体稳定性.结果表明,食物基质会吸附在NPs表面,增大其初始粒径.在加入蛋白、淀粉、油类等食物基质后,NPs的水动力学直径(D_(h))从54.47 nm增加到405.17、89.03、618.22 nm.该变化受到消化过程中的pH、溶液电解质和消化酶的影响.在胃期阶段,zeta(ζ)电位接近0;而在肠期阶段,ζ电位表现为负电荷,范围从−21.29 mV到−28.02 mV.总体而言,NPs在胃期阶段表现为粒径增大和胶体不稳定,而在肠期阶段则表现为粒径减小和胶体稳定.食物基质在这一过程中发挥了重要作用.蛋白质会被蛋白酶降解,在NPs表面形成蛋白冠,这使其在口腔阶段表现出独特的粒径增加,并在胃期呈现出更强的胶体不稳定性(ζ电位为−1.308 mV).淀粉作为中性分子,不影响体系中的静电相互作用,但能够通过增加粒径和降低ζ电位来更有效地降低胶体稳定性.从口腔到胃期,D_(h)由229.7 nm增加至30036.67 nm.油类物质在胰酶作用下被消化为脂肪酸,并吸附在NPs表面,与胆盐形成胶束,在肠期表现出更强的胶体稳定性,ζ电位为−28.017 mV,高于其它食物基质模型.本研究结果可为NPs在食物基质与消化道作用下的胃肠道行为提供新思路,对人体健康风险的评估具有重要意义.
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关键词
聚苯乙烯纳米塑料
人
体
健康
食物基质
凝聚动力学
模拟体外消化模型
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职称材料
题名
不同食物基质对纳米塑料的胃肠道行为与胶体稳定性的影响
1
作者
詹蕾卉
王星艳
罗诗睫
罗丹
曾雅琪
李颖彬
易宇婷
郭智丹
陈澄宇
机构
华南农业大学资源环境学院
出处
《环境化学》
北大核心
2025年第3期732-741,共10页
基金
广东省“珠江人才计划”引进创新创业团队(2019ZT08N291)
国家自然科学基金面上项目(42377418)资助.
文摘
随着塑料产量的持续增加和回收率的低下,大量塑料进入环境,并通过机械磨损、光照和生物降解等途径分解为小于100 nm的纳米塑料(NPs).它们通过口服摄入、呼吸吸入和皮肤接触等途径进入人体,造成生殖、神经和关节等多方面的毒性,严重威胁人体健康.目前,NPs的研究主要集中在水环境和胃液中的迁移转化,且大多数忽视了食物基质的作用.为进一步阐明NPs在人体内的作用机制并评估其安全风险,本研究拟建立人体胃肠道(GIT)体外消化模型,使用时间动态光散射法(DLS)探讨NPs在不同食物基质下的胃肠道行为和胶体稳定性.结果表明,食物基质会吸附在NPs表面,增大其初始粒径.在加入蛋白、淀粉、油类等食物基质后,NPs的水动力学直径(D_(h))从54.47 nm增加到405.17、89.03、618.22 nm.该变化受到消化过程中的pH、溶液电解质和消化酶的影响.在胃期阶段,zeta(ζ)电位接近0;而在肠期阶段,ζ电位表现为负电荷,范围从−21.29 mV到−28.02 mV.总体而言,NPs在胃期阶段表现为粒径增大和胶体不稳定,而在肠期阶段则表现为粒径减小和胶体稳定.食物基质在这一过程中发挥了重要作用.蛋白质会被蛋白酶降解,在NPs表面形成蛋白冠,这使其在口腔阶段表现出独特的粒径增加,并在胃期呈现出更强的胶体不稳定性(ζ电位为−1.308 mV).淀粉作为中性分子,不影响体系中的静电相互作用,但能够通过增加粒径和降低ζ电位来更有效地降低胶体稳定性.从口腔到胃期,D_(h)由229.7 nm增加至30036.67 nm.油类物质在胰酶作用下被消化为脂肪酸,并吸附在NPs表面,与胆盐形成胶束,在肠期表现出更强的胶体稳定性,ζ电位为−28.017 mV,高于其它食物基质模型.本研究结果可为NPs在食物基质与消化道作用下的胃肠道行为提供新思路,对人体健康风险的评估具有重要意义.
关键词
聚苯乙烯纳米塑料
人
体
健康
食物基质
凝聚动力学
模拟体外消化模型
Keywords
polystyrene nanoplastics
human health
food matrix
aggregation kinetics
simulated in vitro digestion model
分类号
X56 [环境科学与工程—环境工程]
O6 [理学—化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
不同食物基质对纳米塑料的胃肠道行为与胶体稳定性的影响
詹蕾卉
王星艳
罗诗睫
罗丹
曾雅琪
李颖彬
易宇婷
郭智丹
陈澄宇
《环境化学》
北大核心
2025
0
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