**英文标题：**Identification and quantification of nanoplastics in different crops using pyrolysis gas chromatography--mass spectrometry
**中文标题：**使用热解气相色谱-质谱法鉴定和定量不同作物中的纳米塑料
发表期刊： Chemosphere
**影响因子：**8.1
**发表时间：**2024年3月
研究背景
纳米塑料（NPs，粒径＜1 μm）作为备受关注的新型污染物，能够穿透生物膜屏障，可被农作物吸收并沿着食物链传递，对粮食安全与人体健康构成潜在威胁。过往多数研究大多采用实验室人工高浓度纳米塑料开展盆栽模拟实验，田间真实农田作物当中纳米塑料的实际污染水平、不同作物富集差异，长期缺少实测定量数据。
本篇高分研究，依托Py-GC/MS 热裂解-气相色谱-质谱联用技术，对大田实际种植的 4 类农作物开展纳米塑料定性 + 精准质量定量，揭示不同作物、不同可食用部位纳米塑料蓄积规律，解析农膜等来源对农田纳米塑料污染的影响，填补了田间农作物纳米塑料真实暴露的数据库空白。
研究思路
作物样品经1μm膜过滤去除微塑料，再经硝酸消解、多种有机溶剂萃取、挥发浓缩后，由 PyGC/MS 550℃ 热裂解定量
研究结果
1. 四类作物全部检出纳米塑料，PVC和PE是"主力"
经过 Py-GC/MS 定性解析，4 种大田作物样本均可检出PVC（聚氯乙烯）、PE（聚乙烯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PA66（聚酰胺 66）纳米塑料；PS 聚苯乙烯在田间作物几乎未检出，提示实验室常用 PS 纳米塑料做毒理实验，和真实农田污染组分存在明显偏差，对风险评估有重要提示意义。
图1. 四类农作物代表样本 Py-GC/MS 总离子流图、特征提取离子图以及聚合物标准质谱图，用于确认作物中纳米塑料聚合物种类。
热图直观展示每个样本不同聚合物纳米塑料质量浓度分布：
- 豇豆（豆科作物）：PET 含量突出，浓度 414.3-1430.1 mg/kg（干重），占总纳米塑料 42.6-72.7%；同时检出 PVC、PE；平均总纳米塑料浓度 485.1 mg/kg DW，是 4 种作物最高。
- 菜心（叶菜作物）：以 PVC 为主导，浓度最高可达 954.3 mg/kg DW；其次为 PE，少量 PA66。
- 芜菁（茎菜）、节瓜（瓜类）：优势组分为 PVC、PE，PA66 含量整体处于较低水平。
图2. 不同作物样本纳米塑料浓度热图，(a) 豇豆、(b) 菜心、(c) 芜菁、(d) 节瓜；颜色深浅代表纳米塑料浓度高低。
箱线图横向对比四类作物各类塑料的浓度分布差异：
图3. 四种作物 PE、PVC、PET、PA66 纳米塑料质量浓度箱线图
关键结论
豆科作物、叶菜作物纳米塑料富集程度显著高于茎菜、瓜类作物。推测和作物根系形态、吸收转运生理屏障、蒸腾拉力驱动的向上迁移过程差异相关。
2. 同一作物，不同可食用部位，纳米塑料蓄积差异显著
研究把菜心拆分为茎、叶；豇豆拆分为豆粒、豆荚分别检测纳米塑料含量：
图5. 菜心（茎 vs 叶）、豇豆（豆粒 vs 豆荚）不同食用部位纳米塑料浓度箱线对比
- 菜心：茎部（60.2%）＞叶片（39.8%） 纳米塑料经根系吸收，依靠根压、蒸腾拉力向上输导，更多富集在茎部维管组织，再向叶片分配。
- 豇豆：豆粒（58.8%）＞豆荚（41.2%） 豆粒脂质膜含量高于豆荚，纳米塑料可以通过范德华力黏附、胞吞作用嵌入脂质膜，高脂质含量器官更容易蓄积纳米塑料。
这一发现尤其值得关注：对花生、油菜、大豆等高脂作物而言，脂质层越厚，越可能吸附更多纳米塑料，进而经食物链进入人体。
3. 农田纳米塑料来源解析：农膜、灌溉水贡献不同
覆盖农膜作物的 PE 纳米塑料（251.95 mg/kg）高于不铺膜作物（197.9 mg/kg），说明部分 PE 确实来自地膜释放；但 PVC 与是否铺膜无关（铺膜 255.7 vs 不铺膜 293.6 mg/kg）。作为塑料管道的主要成分，PVC 更可能来自灌溉水管、污水或污泥。农田纳米塑料来源复杂多元，地膜并非唯一的"元凶"。
图6. 在有或没有塑料薄膜的作物中所选NPs的质量浓度
研究总结
这项研究完整建立了"真实农田作物纳米塑料定量"的范式：先用 PyGC/MS 拿到作物真实的暴露剂量，再对比不同作物、不同食用部位与不同污染来源，得出豆科/叶菜高富集、茎部与豆粒优先蓄积、地膜＋灌溉双源输入等关键结论。
⚠️客观局限：样本来自单一农田，且 PyGC/MS 对不同塑料的响应存在差异（如 PS 响应远好于 PET），可能造成部分塑料被低估；研究仅揭示污染水平与分布规律，尚未建立与健康风险的直接因果，更大范围采样与机制研究仍待开展。
但它给行业带来的重要启示是：面对纳米塑料这类新污染物，精准定量是一切风险评估与机制研究的起点。
不止科研：纳米塑料检测的多场景产品联动价值
很多人以为微塑料检测只是实验室论文工具，实际上它串联起科研、农产品安全、环境监测、毒理评价的完整链条，是打通"环境暴露---产品蓄积---生物效应"的枢纽。
1. 科研 × 检测联动
就像本研究范式------PyGC/MS 定量＋作物/土壤/食品样品前处理（硝酸消解、多溶剂萃取）方案，拿到产品真实的暴露剂量，形成"暴露证据---风险评估"完整证据链，非常适合环境毒理、农产品安全、食品安全课题。
2. 农产品安全 × 检测联动
蔬菜、粮食、水果等食用部位的纳米/微塑料析出与蓄积评估，为地膜、灌溉、包装等环节的源头管控提供数据支撑。
3. 环境 × 食品交叉检测
土壤、水体、灌溉水微塑料 ↔ 作物蓄积检测联动，溯源污染来源，摸清"从哪里来、蓄积到哪里"。
过去很多研究只做颗粒计数；质量定量才能够支撑暴露剂量-效应关系，是风险评估的关键基石。我们可提供 Py-GC/MS 微 / 纳米塑料检测服务，覆盖土壤、水体、食品、植物组织、动物 / 人体生物样本复杂基质；可结合转录组、蛋白组、代谢组多组学联合分析，助力环境毒理、食品安全、生殖健康方向课题研究。
派森诺生物基因工程产品目录
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| 微塑料检测 | LDIR（激光红外)、热裂解PYGCMS、电镜SEM |
| 环境与生物指标检测服务 | 土壤类、植物类、食品类、水质类、污染类、医学类、液相、气质、离子色谱等 |
| PCR重测序服务 | 物种鉴定、目的基因扩增测序、PCR产物测序、SNP分型 |
| 基础分子生物学服务 | 引物合成、标记探针引物合成、一代测序、PCR扩增 |
| 表观遗传研究 | 甲基化BSP检测，TBS靶向甲基化、焦磷酸测序 |
| 毛细管电泳分型服务 | SSR引物筛选、微卫星多态性分析、STR跑板、细胞系鉴定 |
| 分子克隆服务 | 全基因合成、引物合成、PCR克隆、TA克隆、定点突变 |
| 蛋白测定服务 | 酶联免疫吸附（Elisa）、生化试剂盒检测、Western blot、血清全自动生化检测 |
| 靶向暴露物检测 | 全氟化合物定量分析（45种）、塑化剂代谢物定量分析 （16种）、双酚、苯酚化合物定量（11种）、尼古丁可替宁定量分析 |
| 材料检测 | 透射电镜、Raman(拉曼)、FTIR(红外)、微米/Zeta电位等 |
供稿 | 基因工程产品部
编辑 | 市场部