2025, Vol. 46
2. 上海市环境科学研究院，国家环境保护城市土壤污染控制与修复工程技术中心，上海 200233
, WANG Fei-ping1 , CHEN Zi-qi1 , LI Xin-yu2
, LIU Hai-long1 , WANG Xiao-zhi1 , ZHANG Wan-ying2 , XU Jian1
2. State Environmental Protection Engineering Center for Urban Soil Contamination Control and Remediation, Shanghai Academy of Environmental Sciences, Shanghai 200233, China
微塑料（microplastics，MPs）通常指直径或长度小于5 mm的塑料碎片、颗粒或纤维[1]. MPs这一概念在2004年首次提出，并受到了学者的广泛关注[2]. MPs在土壤、地表水、海洋和大气等环境中普遍存在. 以上环境中的MPs能够通过吸收和摄食等方式进入生物体内，并在生物体内积累. 例如，植物可以通过叶片（气孔、角质层内化和毛状体）和根部（侧根裂隙和根毛）吸收MPs，并通过共质体和质外体途径实现MPs在体内的运输[3~8]. 而动物则可以通过口部摄食和表皮吸收等方式吸收MPs[9~11]. 进入生物体内的MPs能够随食物链传递进入更高营养级的生物甚至人类体内，对人类的健康和全球生态系统的安全构成潜在威胁. 因此，对生物样品中MPs进行准确测定是正确认识其毒性效应甚至生态风险的前提和基础.
生物样品中MPs的分析一般包含4个步骤，即生物样品的采集、MPs的提取（消解和消解溶液中MPs的分离）、定性与定量（图 1）. 由于MPs在尺寸、密度、形状和聚合物类型等方面具有复杂性和多样性，使得生物样品中MPs的检测与分析变得异常困难. 目前，尚缺乏标准和统一的样品前处理和检测分析手段[12，13]. 尽管已有研究成功对不同生物样品中的MPs进行了检测. 例如，Li等[14]将采集到的野生牡蛎经硝酸消解后，用饱和氯化钠溶液浮选实现MPs的分离，采用立体显微镜和红外光谱显微镜测定获得的MPs的丰度为1.4~7个·个体-1；李瑞杰等[15]将采集到的新鲜小麦根、茎和叶，用超纯水清洗干净后，切成薄片和小块，采用激光共聚焦荧光显微和扫描电子显微技术观察植物体内塑料微球的积累与分布. 然而，由于各研究在MPs测定过程中各个环节的差异，导致研究结果之间的数据难以比较，这严重干扰了人们对生物样品中MPs尺寸和含量等基础信息的准确获取，进而影响MPs毒性效应和生态风险的准确评估. 此外，尽管目前已有研究综述了生物样品中MPs的检测分析[16，17]，但多数研究仅聚焦于生物样品中MPs分析的某个环节，而忽略了整个检测分析过程中各个环节间的相互影响. 基于此，本文在调研国内外研究的基础上，从生物样品中MPs检测分析的各个环节（即生物样品的采集、样品中MPs的提取、MPs的定性和定量）全面阐述了各种方法的基本原理、最佳适用条件以及优缺点等，旨在为形成标准且统一的生物样品中MPs检测分析流程提供思路.
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图 1 生物样品中MPs的分析流程 Fig. 1 Analysis process of microplastics in biological samples |
生物样品的采集一般涉及到动物和植物样品，其中，动物样品包括水生动物和陆生动物. 水生动物的种类主要有浮游动物、底栖动物和鱼类等；对于浮游动物样品，一般首先采用有机玻璃采集器或不锈钢采水器采集水样，之后使用浮游生物网过滤浓缩，最后将获得的浮游动物样品放入4%的甲醛溶液中固定[18]；对于底栖动物样品，一般使用抄网或者采泥器进行采集，淤泥洗净后，将获得的底栖动物放入自封袋中低温保存[19]；针对鱼类样品，一般使用拖网法进行采集，采集后的样品需用塑料袋包裹，置于冰盒中保存[20]. 陆生动物样品种类主要包括蚯蚓、线虫和蜗牛等，通常采用挖掘法、电击法和驱虫剂法等进行采集. 样品采集结束后置于自封袋中，可以同时放入少量土壤避免样品死亡或失活，也可以将自封袋放入含有冰盒的保温箱中[21，22]. 所有样品运回实验室后，用去离子水清洗表面，记录样品的种类、长度和质量等数据后，对生物样品进行解剖和组织切片等操作，后续进行消解、定性和定量等步骤.
植物样品一般包括水生植物和陆生植物，水生植物一般包括浮游植物、沉水植物、挺水植物和浮叶植物等. 对于浮游植物，可以用浮游生物网进行采集[23]；挺水植物和浮叶植物可以用框架采集法，将选取的样地内的植株连根拔起，洗净后装入样品袋内[24]；沉水植物可以用带网铁铗进行采集，埋入淤泥中的不易采取的根茎可采用潜水挖掘法[25]. 对于陆生植物样品（小麦、水稻、莴苣、玉米和番茄等）的采集，首先选取具有代表性的植物样品，然后用剪刀、手锯和锄头分别采集整株植物的根、叶、茎和籽粒等部位[26]. 将采集后的样品装入无菌采样袋中，低温运回实验室. 测量样品的鲜重和干重等数据，再根据需要对植物样品进行磨碎和烘干等操作，以便用于后续的处理.
2 生物样品中MPs的提取生物样品中MPs的定性与定量受到生物组织有机质和泥沙等肠道内容物的干扰，因此需要对生物样品中的MPs进行提取，以消除样品基质的干扰. 一般而言，生物样品中MPs的提取包括生物样品的消解与消解溶液中MPs的分离这2个步骤.
2.1 生物样品的消解化学消解法是目前研究报道中常用的生物样品消解方法之一，它是一种利用化学试剂与生物样品发生化学反应，从而使其转化为更易于处理和检测的状态的方法[27]. 常见的化学消解方法有酸消解、碱消解、氧化剂消解和酶消解. 本文对以上4种消解方法的消解原理、适用条件及优缺点等进行了归纳总结（表 1）.
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表 1 生物样品消解方法汇总 Table 1 Summary of biological sample digestion methods |
2.1.1 酸消解
强酸具有较强的腐蚀性，有些强酸也具有较强的氧化能力，能够有效地消解蛋白质、碳水化合物和脂类等化合物，特别是生物组织样品[42]. 常见的酸消解液包括盐酸（HCl）、硝酸（HNO3）和混合酸等. 其中，HCl具有操作简便、消解速度快和价格低廉等优势. 但HCl的消解效率（消解前后生物组织的质量差与消解前生物组织质量的比值）受到其质量分数和消解温度的影响，较高的质量分数和温度能够使生物组织消解更完全. 例如，Karami等[28]分别采用5%和37%的HCl在不同温度（25、40、50和60 ℃）下对非洲鲶鱼（Clarias gariepinus）组织进行消解. 结果显示，在所有温度下，5%的HCl的消解效率均低于90%，而在室温下，37%的HCl的消解效率达到100%. 需要指出的是，HCl消解对鲶鱼组织中的聚酰胺-6和聚酰胺-66的影响较大，在室温下能使它们溶解，最终导致两种塑料颗粒的回收率仅为3.9%（聚酰胺-6）和5.0%（聚酰胺-66）.
HNO3具有强氧化性，能够使生物分子裂解和快速溶解，且消解操作简便，被广泛应用于生物组织的消解[43]. 针对生物有机质，该方法的消解效率可达90%~100%. 但是在消解过程中也常存在油性残留物，影响MPs的回收率[42]. 据报道，不同消解条件会显著影响HNO3对生物样品的消解效率及MPs的回收率，例如HNO3浓度和消解温度等. 张明兴等[29]比较了4种HNO3消解条件（方法①：14.4 mol·L-1 HNO3，70 ℃水浴2 h；方法②：14.4 mol·L-1 HNO3，40 ℃/40 kHz/100 W超声40 min；方法③：14.4 mol·L-1 HNO3，室温96 h；方法④：1.4 mol·L-1 HNO3，室温96 h）对日本虎斑猛水蚤（Tigriopus japonicus）的消解效率. 结果表明，采用14.4 mol·L-1 HNO3消解（方法①至方法③）的效率更高，均大于90%. 其中，方法①（70 ℃，2 h）的消解效率最高，达到94.5%；方法②（40 ℃超声40 min）和方法③（室温，96 h）的消解效率略有降低，分别为93.6%和92.3%. 1.4 mol·L-1 HNO3（方法④）对生物体的消解效率最低，只有74.3%. 并且14.4 mol·L-1 HNO3消解（方法①至方法③）后的低密度聚乙烯（LDPE）微球、LDPE渔线和聚苯乙烯（PS）微球的回收率均大于85%，而聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纤维的回收率相对较低，仅为60.7%. 此外，需要指出的是，高浓度HNO3的消解会导致塑料的腐蚀、变形和褪色等问题.
针对混合酸消解，HNO3和高氯酸（HClO4）组成的混合酸具有氧化性和腐蚀性等特点，常用于消解生物样品，进而提取其中的MPs[44]. 例如，De Witte等[31]采用HNO3和HClO4混合酸（68%的HClO4和65%的HNO3按照体积比4∶1进行混合）在室温下消解贻贝（Mytilus edulis）组织12 h，并进一步煮沸后，能够有效地去除油性残留物. 但是混合酸消解会破坏样品中的MPs聚合物. 王志超等[45]选取聚乙烯（PE）、聚苯烯（PP）、可发性聚苯乙烯（ePS）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、LDPE、高密度聚乙烯（HDPE）、聚氯乙烯（PVC）、PS、尼龙（PA）和PET作为实验材料，使用体积比为1∶1的HNO3和HClO4混合酸进行消解研究，结果发现与消解前相比，这10种MPs的重量均显著降低.
2.1.2 碱消解碱消解法是指借助碱消解液水解化学键，使蛋白质变性，从而实现对生物组织的消解[46]. 常用的碱消解液有氢氧化钠（NaOH）、氢氧化钾（KOH）和四甲基氢氧化铵（TMAH）等，其中，最常见的碱消解方法是采用KOH或NaOH进行消解. KOH消解法高效可行，能够较好地实现生物样品的消解. 例如，邹亚丹等[33]研究了6种消解液（KOH、NaOH、H2O2、HNO3、HNO3与HCl混合酸以及HNO3与HClO4混合酸）对MPs荧光强度和表面形态的影响，结果表明KOH消解液的消解效果最佳，对MPs表面的破坏性最为轻微，相比之下，其他5种消解液均对塑料表面产生了一定的破坏，不利于生物样品中MPs的检测分析. 此外，邹亚丹[33]还采用KOH对实验室培养的斑马鱼（Danio rerio）和大型溞（Daphnia magna）进行消解，结果显示KOH能够将生物组织消解完全，且消解后的溶液中荧光PS微球的回收率达到96.3%. 然而KOH消解法也存在一些问题，如破坏或使塑料变色，存在油性残留物，消解时间长且仅适用于样品量较少的生物组织[47~49].
TMAH也是一种常用的碱消解液. Li等[34]分别采用TMAH和复合酶对线虫组织进行消解，并借助透射电子显微镜（TEM）对消解后的溶液进行观察. 结果显示，消解后的溶液中无可见的线虫组织，且两种消解方法对聚苯乙烯纳米塑料（PS NPs）的形貌均无显著影响. 但是，复合酶消解后的PS NPs表面被有机物层所覆盖，而在TMAH消解后的PS NPs表面未发现该有机物层的存在. Zhou等[35]采用不同质量分数（5%、10%、15%、20%和25%）的TMAH消解罗非鱼组织样品，结果显示，不同质量分数的TMAH消解后，溶液均呈现黄色透明状，未见残留的组织颗粒. 并且当TMAH质量分数为15%时，样品中PS和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的回收率达到最高（> 90%）.
2.1.3 氧化剂消解H2O2是一种常见的生物样品消解液，具有比较强的氧化性，可以有效地消解有机质，并且对塑料颗粒影响较小[50]. 但是，该方法的消解效果受到消解时间和温度的影响. 例如，裴婕等[37]采用30%的H2O2对斑马鱼组织分别消解处理2 h和24 h后，消解效率分别为75.4%和92.1%；Karami等[28]研究了不同消解温度下，30%的H2O2对非洲鲶鱼组织的消解效果. 结果表明，室温条件下消解96 h后，鲶鱼组织的消解效率为87.4%，在40 ℃条件下的消解效率为93.5%，而在60 ℃条件下鲶鱼组织则可以消解完全. 以上结果表明，较高的消解温度能够提高H2O2对生物组织的消解效率. 需要强调的是，虽然H2O2对生物组织的消解效果良好，但是在消解过程中会形成许多泡沫，塑料颗粒会随着泡沫一同漂浮到容器表面，并黏附在器壁，进而降低MPs的回收率[51，52]. 此外，残留的生物组织也会堵塞滤膜，进而影响后续MPs的回收率.
2.1.4 酶消解酶主要通过水解蛋白质来消解生物组织，常见的酶消解液包括纤维素酶、脂肪酶、壳聚糖酶和蛋白酶等[53]. 酶消解方法相对温和，不会破坏聚合物的结构，在消解过程中MPs几乎不受任何影响. 钟莺莺等[38]采用胰蛋白酶和胃蛋白酶在37 ℃下对贻贝组织消解24 h后，贻贝组织消解残留率达到最小值（< 30%），且两种酶消解对聚碳酸酯（PC）、聚酰胺6、聚酰胺66、PS、PE、PET和PP这7种MPs的影响均很小，回收率均在95%以上. 但是，酶消解也存在费用较高、仅适用于少量样品消解、对温度、pH值和生物样品基质的要求较高等问题. 针对生物样品基质的差异，吴文楠等[39]采用蛋白酶K对不同生物组织进行了消解实验，结果表明蛋白酶K对鲢鱼的肌肉、肝脏、肠以及白蛤软体组织具有显著的消解效果（消解效率均大于90%），但对于鱼胃和鱼鳃等结构较为复杂的组织，消解效率却低于60%. 这一结果说明单一蛋白酶并不能完全消解所有生物样品的有机质，多种酶联合消解可能是消解生物组织更为有效的方法.
与单一酶消解方法相比，多种酶或酶与其他化学物质的联合消解，可以显著提高消解效率. 吴文楠等[39]采用蛋白酶K和放射免疫沉淀法裂解缓冲液（RIPA组织裂解液）对鲢鱼肌肉、胃、肠、肝脏、鳃丝、鳃弓以及白蛤软体部进行消解，平均消解效率达到92%，要高于单一蛋白酶K对各组织的平均消解效率（82.65%）. Chang等[40]分别采用碱性蛋白酶与脂肪酶、蛋白酶K与脂肪酶以及蛋白水解酶（Corolase 7089）与脂肪酶对牡蛎组织进行联合消解，结果表明Corolase 7089和脂肪酶联合处理的消解效率最高（89%），其次是蛋白酶K和脂肪酶（82%）以及碱性蛋白酶和脂肪酶（71%），且两种酶的联合消解未对PVC、PE和PS纳米塑料的形态和结构产生显著影响.
良好的消解效率与MPs回收率以及消解过程中MPs损伤的最小化是化学消解法提取生物样品中MPs的关键. 以上4种消解方法均具有不同的适用条件和优缺点. 例如，酸消解具有消解彻底、价格低廉和操作简便等优点，但是该方法容易对MPs产生损伤，消解液质量分数和消解温度不宜过高；碱消解法消解效率良好，对MPs的影响相对较小；氧化剂消解法易造成MPs回收率的下降；酶消解法相对温和，对MPs形貌等的影响较小，但该法价格相对昂贵，适用于少量生物样品的消解. 综上，在选用消解方法和消解条件时，要充分考虑MPs的类型与性质、生物组织的样品量、有机质和蛋白质等的含量等信息. 同时，多种消解方法的联合可能能够进一步拓展单一消解剂的应用范围，提高消解效率和MPs回收率. 此外，开发新型、快速、具有良好消解效率和MPs回收率的消解剂是目前该领域的研究热点.
2.2 生物样品消解溶液中MPs的分离生物样品消解结束后，从消解溶液中分离MPs是后续鉴别定量的重要基础. 根据研究报道，从生物消解溶液中分离MPs的方法主要有密度分离法、过滤法和超声提取法等. 本文对以上3种分离方法的分离原理、适用条件及优缺点等进行了归纳总结（表 2）.
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表 2 生物样品消解溶液中MPs的分离方法汇总 Table 2 Summary of methods for separating MPs from the digestion solution of biological samples |
2.2.1 密度分离法
密度分离法是指通过浮选液与MPs颗粒之间的密度差，实现生物组织消解溶液中MPs的有效分离[59]. 该方法适用于在生物样品消解后，消解溶液中残留了大量未完全分解的无机物质（如沙子、几丁质和骨头等）的情况[60]. 具体操作步骤为：向消解后的生物样品溶液中加入浮选液，充分振荡和搅拌后，静置沉淀直到重组分沉降，而较轻的MPs组分会浮于上清液表层. 上清液经过滤后收集其中的MPs. 需要指出的是，在该方法的收集过程中，上清液中的MPs会不可避免地黏附在杯壁，最终造成MPs的损失. 一般而言，常见的MPs的密度范围为0.9~1.45 g·cm-3. 因此，密度大于1.4 g·cm-3的浮选液即可实现多数MPs的分离. 常见的浮选液包括饱和NaCl、ZnCl2、NaI、CaCl2、甲酸钾和聚钨酸钠等. 其中，饱和NaCl溶液（常温常压下的密度为1.2 g·cm-3）具有价格便宜、适用性强和对环境无污染的特性，成为了目前研究中最常见的浮选液. 但是饱和NaCl溶液对高密度MPs的分离效果较低，会导致分析结果出现严重偏差. 因此，针对高密度的PET（密度为1.37~1.45 g·cm-3）和PVC（密度为1.16~1.58 g·cm-3）等MPs，需要选用密度更高的饱和ZnCl2、NaI或几种浮选液的混合液进行分离. 例如，林婧等[61]研究了11种体积比不同的饱和NaCl和NaI溶液的混合液（NaCl与NaI的体积比分别为10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9和0∶10）对4种类型MPs（PE、PS、PVC和PET）的提取效果，结果表明随着NaI溶液体积所占比例的不断增加，4种MPs的提取率均呈上升趋势.
2.2.2 过滤法过滤法是指利用滤网或滤布等从消解溶液中分离得到MPs的方法[62]. 相较密度分离法，该方法不仅更节约时间，且显著提升了分离效率. 生物样品消解完成后，可以直接采用热过滤技术，这样可以有效避免基质中的油脂等成分在冷却过程中凝结成固体颗粒，堵塞滤孔. 此外，为了达到最佳的过滤效果，选择合适的滤膜也至关重要，不同类型的滤膜适用于处理不同基质的生物样品[63]. 例如，对于蛋白溶液，通常选择蛋白结合力低的滤膜，如醋酸纤维素滤膜；尼龙由于具有天然亲水特性，在多种水溶性和混合有机样品的过滤中表现出良好的性能[64]. 目前常用的过滤膜有玻璃纤维滤膜（0.45[45]、0.7[65]、1[66]和1.2 μm[67]）、硝酸纤维素滤膜（0.45[68]、0.8[69]和5 μm[70]）、醋酸纤维素滤膜（5 μm[71]）、聚碳酸酯膜（5 μm[72]）和尼龙膜（10 μm[43]）.
2.2.3 超声提取法超声提取法是一种用于生物样品消解溶液中MPs分离的辅助方法，它是利用超声波产生的强大机械效应和热量来加速分子运动，促进溶剂对待测样品的渗透和溶解，从而实现MPs与生物组织的分离[73]. 例如，Li等[36]设计了一种分离提取MPs的新方法，即“碱消解+纤维素沉淀+超声浸出”，通过超声洗脱成功地提取出了黄瓜植株中的MPs. 虽然超声处理能够提高生物组织样品的消解效率，但是该方法也可能导致老化易碎MPs的断裂，因此需要谨慎使用.
综上，生物样品消解溶液中的MPs通常可以通过密度分离法或过滤法实现分离. 但是，以上方法多适用于分离微米及以上尺寸的MPs，难以实现消解溶液中纳米尺寸MPs的有效分离. 因此，开展消解溶液中纳米尺寸MPs有效分离方法的探索仍是生物样品中MPs检测分析的一大挑战.
3 生物样品中MPs的定性MPs从生物样品中分离提取后，需要对其进行定性检测. 生物样品中MPs的定性分析通常分为物理形态表征和化学组分鉴定，物理形态表征主要包括MPs的尺寸、颜色和形态等，常用的分析技术为直接观察法. 化学组分鉴定则是为了鉴别MPs的聚合物类型，常用的分析技术包括热分析法和光谱分析法等. 此外，SEM-EDS法为物理形态表征-化学组分鉴定结合法. 下文对以上定性方法的优缺点、检出限和可检测的MPs类型等进行了分类总结（表 3），并对相关研究进行了汇总.
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表 3 生物样品中MPs定性方法汇总 Table 3 Summary of MPs qualitative methods in biological samples |
3.1 物理形态表征
目视法是指观察者通过肉眼观察样品，根据颜色和硬度等特性来判断样品是否为MPs的方法[98]. 该方法具有操作简单，鉴别速度快等优点. 但是，该法也具有主观性较强的缺点，即该方法的准确性易受检测人员的专业能力和工作经验等多种因素的影响. 已有研究显示，在某些情况下，用目测方法筛选出来的微粒中，只有1.4%为MPs，因此这种方法并不能普遍适用[99]. 此外，通常情况下，人类肉眼能够分辨的物体的尺寸范围为1~5 mm. 因此，当MPs的粒径小于1 mm或遇到有机或无机颗粒存在时，需要借助光学显微镜或电子显微镜加以辅助，以观察样品的表面结构.
3.2 化学组分鉴定 3.2.1 热分析法热分析法是通过对温度的精确控制，准确记录材料的物理和化学性质随温度的变化，如晶型转变、熔化、蒸发、脱水、热分解和氧化等，以及温度、能量或重量的变化[100]. 热分析法具有快速、简单和样品分析前不需要复杂的预处理和鉴定速度快等优点. 但是由于高温的条件，样品的尺寸、形态和颜色等会受到一定的破坏，无法获得样品的具体信息，且该方法的适用性也不够强，因而更适于对已明确了聚合物类型的实验样品进行鉴别. 目前已广泛应用于样品的初步筛选、快速查找污染物质种类和评价MPs污染水平等方面. 热分析法主要包括热裂解-气相色谱-质谱联用法（Py-GC-MS）和热萃取-热脱附-气相色谱质谱法（TED-GC-MS）.
Py-GC-MS法将样品在高温（通常在400~800 ℃）下热解为小分子挥发性化合物，随后挥发性化合物进入气相色谱柱进行分离，然后通过质谱仪进行检测和鉴定[101]. 该方法结合了热裂解（Py）、气相色谱（GC）和质谱（MS）技术，可以对复杂的有机物样品进行分析和鉴定，具有效率高、无须预筛、可获取MPs的成分和添加物信息等优点[102]. Li等[36]借助Py-GC-MS技术对经TMAH消解后植物样品的MPs进行鉴别，最终成功检测到PS和PMMA MPs，且回收率超过90%. 但是该技术也存在因进样量少导致的样品代表性差，谱图解析对研究人员的要求较高等缺点，这大大限制了其应用范围.
TED-GC-MS是一种两步分析的方法，首先通过热重分析仪（TGA）热解样品生成挥发性物质，挥发性物质被固体吸附材料收集后，通过热脱附技术将其导入气相色谱质谱联用仪（GC-MS）中进行识别鉴定[103]. 相对于Py-GC-MS，TED-GC-MS法利用梯度升温技术可以更加灵活快速地鉴别对温度极其敏感的聚合物. 此外，采用热萃取技术还可以有效地避免对GC的污染. 目前已经证明TED-GC-MS可以对PE、PP、PS和PET进行准确的鉴别. 例如Goedecke等[104]使用TED-GC-MS、热重-傅里叶变换红外光谱（TGA-FTIR）、热重-质谱（TGA-MS）联用技术和微尺度燃烧量热仪（MCC）对MPs进行鉴别，其研究发现，TED-GC-MS可根据不同的降解产物，对PE、PP、PS和PET进行精确识别.
3.2.2 光谱分析法光谱分析法是根据物质的光谱信息来鉴别物质及确定其化学组成和相对含量的方法. 该方法能够实现对MPs化学组分的鉴定、反映MPs的尺寸分布和表面老化情况，是一种无损的分析方法. 常见的光谱分析方法包括傅里叶变换红外光谱法（FTIR spectrum）和拉曼光谱（Raman spectrum）.
FTIR是一种功能强大且应用广泛的MPs鉴别技术[105]. 它是利用干涉光的原理，对被测样品的干涉图进行傅里叶变换，得到含有化合键信息的光谱图谱，并与谱图库进行对比，从而实现对MPs的鉴别. FTIR具有对样品的化学结构无影响，对样本无损伤等特点，是一种无损的分析方法. 但是样品厚度和样品中的水分都会对分析结果产生影响，因此，该方法要求观察的样品必须彻底干燥且厚度在150 nm左右. 此外，FTIR难以测定不透明或黑色的MPs，所以适用于分析干燥透明的MPs颗粒[106].
近年来，随着分析测试技术的发展，学者们研发了一种将红外光谱与红外显微镜结合的技术，即显微-傅里叶红外光谱技术（Micro-FTIR）. 该技术利用光学显微技术，在单一的检测平台上，通过对目标物与红外探测器的转换，可以在同一时间内完成对样品的可视化、成像和光谱信息的获取，且不需要繁琐的样品前处理. 现有研究表明，传统的红外光谱技术只能分辨大于500 μm的微粒，而显微红外光谱技术则能分辨大于20 μm的微粒[99]. 目前，Micro-FTIR主要通过3种测量模式来进行光谱测量，分别是透射模式、反射模式以及衰减全反射模式，测试者可以根据样品的具体特征（形状、厚度和颗粒数等）来选择合适的模式进行测量.
Raman也是一种常见的MPs检测方法，其基本原理就是利用分子和原子等微观结构的差异，通过对被测物质进行辐照形成不同波段的散射光，使得每一种聚合物产生特异性光谱，最终实现对MPs的鉴别. Raman检测技术具有鉴别速度快、样品前处理简单、空间分辨率高、对水环境不敏感和易识别物质等优点，是一种无损的鉴别方法. Käppler等[107]通过对比FTIR和Raman发现，Raman不受样品形态限制，结合显微镜能够鉴定1 μm的MPs. 但是拉曼光谱具有信号弱、信噪比低和易受荧光信号干扰等问题. 针对荧光干扰问题，目前的一些方法，如与共聚焦光学显微镜联用和选择合适的测量参数等，可以最大限度地减少或避免强荧光造成的干扰[108]. Yang等[109]设计并构建了一套用于MPs检测的空间外差显微差分拉曼光谱系统（SHMDRS），该系统结合了空间外差系统（SHS）和微观差分拉曼系统（MDRS），使用531 nm和532 nm双波长激光作为激发光源. 针对PS、PC、PP和HDPE这4种MPs样品测试的结果表明，SHMDRS系统得到的拉曼光谱信噪比较高，能够有效消除荧光背景的干扰. 此外，由于很多研究要求对微小颗粒进行定性识别，拉曼光谱与显微镜联用技术，即显微拉曼光谱法（Micro-Raman）也被广泛应用于MPs的检测. 例如，Abbasi等[92]采用共焦显微拉曼光谱法明确了阿曼海虎牙鱼（Otolithes ruber Bloch & Schneider）和黄鳍鲷（Acanthopagrus latus）消化道中MPs的主要类型为PP（46.7%）和PE（26.7%），其次分别为PS（13.6%）、PVC（6.7%）和PET（6.6%）.
3.3 物理形态表征-化学组分鉴定结合扫描电子显微镜（SEM）是利用高能量的入射电子对MPs颗粒进行辐照，从而产生二次电子来获得更高放大倍数和分辨率的表征图像，具有高倍率、宽视野和立体成像的特点[110]. X射线能谱仪（EDS）能够在真空室下用电子束轰击样品表面，激发物质发射出携带特定化学元素信息的X射线，特征X射线具有不同的波长，从而实现对B~U元素的定性和半定量分析. 因此，EDS能够揭示样品中元素的组成，特别是当它与SEM或者TEM结合使用时，可以提供更加丰富的信息. Wang等[95]借助SEM-EDS对实验室喂养的鱼类的肠道和海洋鱼类肠道中MPs颗粒的大小、形态和化学组成进行了表征，结果成功识别出了PVC塑料颗粒. 但由于MPs属于绝缘体，在进行扫描电子显微镜测定前需要进行喷金处理，处理工艺相对繁琐. 此外，SEM-EDS方法的成本较高，样品制备耗时耗力，且样品测定时的随机性较大，极大限制了该方法的应用.
综上，尽管直接观察法简便易行，但该法的准确性较低，不适用于粒径小于1 mm的MPs；热分析法的进样量较少，样品的代表性较差；光谱分析法的检出限相对较高，不能满足纳米尺寸MPs的准确测定. 因此，单一定性方法很难全面系统地提供有关MPs的形貌和化学组成等的相关信息，开发高效准确的定性分析方法和多种定性方法联合分析可能是未来MPs定性分析的研究热点.
4 生物样品中MPs的定量生物样品中MPs的定量分析主要包括数量丰度和质量浓度两种表征方式. 其中，荧光光谱法是主要的数量丰度分析方法，热分析法、金颗粒标记法和稀土元素Eu标记法等则是主要的质量浓度分析方法. 下文将对以上4种定量分析方法的优缺点和可检测的MPs类型等进行概述（表 4）.
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表 4 生物样品中MPs定量方法汇总 Table 4 Summary of MPs quantitative methods in biological samples |
4.1 数量丰度
荧光光谱法的原理是当物质受到激发能量作用后，处于激发态的分子会通过无辐射跃迁，释放出一部分能量，并返回到基态，同时发出荧光. 荧光光谱法使用一束光来激发某些化合物分子中的电子，并使它们发光. 通过使用荧光显微镜能够直接观察荧光标记MPs在生物样品中的分布，并对生物样品中的荧光MPs颗粒进行计数[113]. 含有荧光标记MPs的生物样品经前处理后，可以借助酶标仪或荧光分光光度计根据荧光强度对MPs进行定量. Imasha等[81]采用1 mg·mL-1的尼罗红染液对MPs进行染色后，借助荧光显微镜成功对绿贻贝（Perna viridis）中的荧光MPs进行了观察和计数. 一般而言，在进行荧光定量检测前，生物样品需要进行消解预处理. 因此，学者们研究了不同消解方法在处理荧光MPs时的效果. 例如，邹亚丹等[33]开展了6种常见的消解液（KOH、NaOH、H2O2、HNO3、HNO3与HCl混合酸以及HNO3和HClO4混合酸）对PS微球荧光强度的影响研究，结果显示KOH消解液对MPs的荧光强度影响轻微，且对其表面形态影响不大，相比之下，其他5种消解液都在一定程度上削弱了PS微球的荧光强度. 该研究结果表明，生物样品预处理过程中，MPs会受到一定程度的破坏，从而使实际检测到的MPs含量与实际值相差较大. 此外，目前采用的荧光分析法只能实现对MPs的区分，而要实现对其组分的精确识别，则必须借助热分析法或光谱分析法等手段.
4.2 质量浓度 4.2.1 热分析法热分析法是能够将MPs的定量与定性进行结合的方法. 从原理上看，热分析法通过高温让MPs分解产生挥发性物质，这部分物质经固体吸附材料收集后，用质谱和色谱分析等手段进行定性和定量检测[117]. Li等[36]通过Py-GC-MS成功对黄瓜植株中的MPs进行了定量. 此外，热分析法还可以与傅里叶红外光谱技术联用[118]，该方法对检测技术和仪器设备要求不高. Ribeiro等[82]对养殖牡蛎（Crassostrea gigas）、养殖虎虾（Penaeus esculentus）、野生蓝蟹（Portunus armatus）、野生鱿鱼（Nototodarus gouldi）和野生沙丁鱼（Sardinops neopilchardus）这5种海洋生物的可食用部位进行消解过滤后，向消解溶液中加标6种不同的MPs（PS、PE、PET、PMMA、PP和PVC），经二氯甲烷（DCM）取后进行Py-GC-MS分析，结果表明，除PET的回收率过低（32%）外，其他5种MPs都能够成功定量. 然而，由于标准曲线的缺乏，该技术尚处在初级阶段，有待于进一步改进. 此外，因为大部分的热分析法都要求对MPs进行逐一分析，因而无法满足大批量样品的定量需求.
4.2.2 金颗粒标记法金颗粒标记法是近期报道的MPs定量方法之一[119，120]. 该方法首先需要对生物样品进行初步处理，包括消解以去除样品中可能存在的杂质，以及使用浊点萃取（CPU）技术提取目标物质. 在此基础上，利用金纳米颗粒（Au NPs）对MPs进行原位标记，随后采用蔗糖密度梯度离心法来分离出标记后的MPs与团聚的Au NPs，最后通过电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）定量Au的含量，根据Au在MPs中所占的比例计算得到生物样品中MPs的含量[34，121]. 与其他预浓缩方法相比，CPU可以保持MPs的原始尺寸和形状，因此具有显著的优势[122]. 例如，CPU处理后纳米颗粒物理状态的保存有利于使用单颗粒电感耦合等离子体质谱（spICP-MS）进行进一步的分析. Li等[34]使用优化的酶解方法对生物样品进行酶解，然后通过离心和CPU纯化残留在基质中的纳米塑料，通过添加表面活性剂优化了Au NPs在纳米塑料上的原位生长，然后借助spICP-MS对Au NPs标记的纳米塑料进行定量，结果表明，该方法能够实现不同加标浓度的各种生物物种（细菌、藻类、线虫和蚯蚓）中PS NPs的定量，并能够克服有机物对生物样品的干扰，获得相对可靠的定量结果. 需要强调的是，该方法中Au NPs的添加量难以把控，添加量过多会导致Au NPs的团聚，添加量过少则会导致MPs包覆不均或未被包覆的现象，进而影响分析结果.
4.2.3 稀土元素Eu标记法稀土元素铕（Eu）标记法是近期报道的一种新型MPs定量分析方法. 该方法的核心在于使用稀土元素Eu来标记MPs颗粒. 具体而言，学者们首先通过溶胀法将稀土铕配合物掺杂到不同类型的MPs颗粒之中，使得MPs颗粒能够与其他普通物质区分开来，再利用稀土配合物的时间分辨荧光特性对这一掺杂后的MPs颗粒进行了进一步的分析和识别，通过ICP-MS检测生物体内的Eu含量，最后根据Eu在MPs中所占的比例计算得到生物样品中MPs的含量. 骆永明等[115]通过将Eu（TTA）3（噻吩甲酰三氟丙酮）掺杂到200 nm尺寸的聚苯乙烯微球（PS-Eu）内部，根据稀土元素的时间分配荧光特性实现了对小麦和生菜中吸收积累的PS-Eu颗粒的精确追踪，并通过ICP-MS定量的Eu的含量计算获得了生物体内MPs的含量. 这一方法成功克服了传统荧光标记方法在MPs研究中所遇到的诸多限制，不仅有效地排除了背景荧光对检测结果的干扰问题，还大大减少了染料泄露的风险，并能够实现对样品中MPs的精确定量. 以上优势使得该方法成为了一种全新的研究工具，它为MPs颗粒在各种复杂生物介质中的积累、传输以及分布过程的研究提供了一个简便易行且普遍适用的研究途径.
综上，尽管生物样品中MPs数量和质量浓度的分析已有大量报道，但是各种方法均存在一定的局限性，严重限制了生物样品中MPs的定量分析. 例如，生物样品消解过程会影响荧光标记法定量结果的准确性，标准曲线的缺乏限制了热分析法的推广，金颗粒标记法和稀土元素Eu标记法的前期均需要复杂的MPs标记，价格相对昂贵. 因此，建议开发经济、高效、快速和简便的定量分析方法.
5 展望近年来，MPs污染已引起全球广泛关注. 尽管目前有关生物样品中MPs分析的研究已经取得了一定进展，但目前尚处于摸索阶段，有关生物样品中MPs检测分析标准体系的建设还比较薄弱，为此提出如下展望：
（1）生物样品中MPs的提取过程可能引起MPs的损失和损伤，最终导致MPs定性与定量结果准确性的偏差. 因此，在进行生物样品前处理时，要充分考虑各个步骤中MPs的损伤和回收率，开发筛选快速、高效、损失量小和对MPs无损伤的提取技术.
（2）单一的检测方法很难准确地评估MPs的整体特征，因此建议依据生物样品实际情况采取不同的方法优化组合，以更加全面了解MPs的特征信息. 例如，可以将直接观察技术、热分析技术和光谱分析技术相结合，以更好地表征MPs的形貌与组成. 这样的组合方法不仅能提高检测的准确性，还能使结果更加全面.
（3）由于生物样品基质的复杂性及MPs类型和性质等的多样性，不同研究间所采用的方法会存在差异，进而导致不同研究结果间的可比性较差. 因此，应当建立一套国际公认的生物样品中MPs提取、定性与定量的标准方法体系.
6 结论（1）KOH和H2O2消解法是生物样品消解的常用方法，消解溶液中MPs的分离主要通过密度离心法和过滤法实现. 根据生物样品基质的不同，选择不同的消解和分离方法进行组合，能够达到最佳的MPs提取效果.
（2）生物样品中MPs的定性分析通常分为物理形态表征和化学组分鉴定. MPs的物理形态主要采用光学显微镜和电子显微镜进行观察，以获得MPs的形状、大小和颜色等信息. 而化学组分分析通常使用FTIR和Raman，热分析法应用相对较少. 通过将不同的方法进行组合，可以获得MPs更为全面的信息.
（3）生物样品中MPs的定量分析主要包括数量丰度和质量浓度两种表征方式. 其中，荧光光谱法应用较为普遍. 目前，数量丰度和质量浓度之间没有形成标准统一的换算方法，这种统一的转换机制的缺乏可能会导致数据解读上的不一致，从而影响研究结果的准确性和可靠性.
| [1] |
汤庆峰, 李琴梅, 魏晓晓, 等. 环境样品中微塑料分析技术研究进展[J]. 分析测试学报, 2019, 38(8): 1009-1019. Tang Q F, Li Q M, Wei X X, et al. Progress on research of analysis techniques for microplastics in environmental samples[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2019, 38(8): 1009-1019. DOI:10.3969/j.issn.1004-4957.2019.08.019 |
| [2] | Thompson R C, Olsen Y, Mitchell R P, et al. Lost at sea: where is all the plastic?[J]. Science, 2004, 304(5672): 838. |
| [3] | Avellan A, Yun J, Morais B P, et al. Critical review: role of inorganic nanoparticle properties on their foliar uptake and in planta translocation[J]. Environmental Science & Technology, 2021, 55(20): 13417-13431. |
| [4] | Dang F, Wang Q Y, Yan X L, et al. Threats to terrestrial plants from emerging nanoplastics[J]. ACS Nano, 2022, 16(10): 17157-17167. |
| [5] | Taylor S E, Pearce C I, Sanguinet K A, et al. Polystyrene nano- and microplastic accumulation at Arabidopsis and wheat root cap cells, but no evidence for uptake into roots[J]. Environmental Science: Nano, 2020, 7(7): 1942-1953. |
| [6] | Li L Z, Luo Y M, Li R J, et al. Effective uptake of submicrometre plastics by crop plants via a crack-entry mode[J]. Nature Sustainability, 2020, 3(11): 929-937. |
| [7] | Lian J P, Liu W T, Meng L Z, et al. Foliar-applied polystyrene nanoplastics (PSNPs) reduce the growth and nutritional quality of lettuce (Lactuca sativa L.)[J]. Environmental Pollution, 2021, 280. DOI:10.1016/j.envpol.2021.116978 |
| [8] | Wang Y, Xiang L L, Wang F, et al. Positively charged microplastics induce strong lettuce stress responses from physiological, transcriptomic, and metabolomic perspectives[J]. Environmental Science & Technology, 2022, 56(23): 16907-16918. |
| [9] |
李佳依, 鲁仙, 赵志淼, 等. 水-苦草-沉积物系统对聚乙烯微塑料的响应[J]. 环境科学, 2024, 45(8): 4610-4618. Li J Y, Lu X, Zhao Z M, et al. Response of water-vallisneria natans-sediment system to polyethylene microplastics[J]. Environmental Science, 2024, 45(8): 4610-4618. |
| [10] | Sequeira I F, Prata J C, da Costa J P, et al. Worldwide contamination of fish with microplastics: a brief global overview[J]. Marine Pollution Bulletin, 2020, 160. DOI:10.1016/j.marpolbul.2020.111681 |
| [11] | Wang W F, Ge J, Yu X Y. Bioavailability and toxicity of microplastics to fish species: a review[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2020, 189. DOI:10.1016/j.ecoenv.2019.109913 |
| [12] | Yu C X, Takhistov P, Alocilja E, et al. Bioanalytical approaches for the detection, characterization, and risk assessment of micro/nanoplastics in agriculture and food systems[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2022, 414(16): 4591-4612. |
| [13] | Lee J, Chae K J. A systematic protocol of microplastics analysis from their identification to quantification in water environment: a comprehensive review[J]. Journal of Hazardous Materials, 2021, 403. DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.124049 |
| [14] | Li H X, Ma L S, Lin L, et al. Microplastics in oysters Saccostrea cucullata along the Pearl River Estuary, China[J]. Environmental Pollution, 2018, 236: 619-625. |
| [15] |
李瑞杰, 李连祯, 张云超, 等. 禾本科作物小麦能吸收和积累聚苯乙烯塑料微球[J]. 科学通报, 2020, 65(20): 2120-2127. Li R J, Li L Z, Zhang Y C, et al. Uptake and accumulation of microplastics in a cereal plant wheat[J]. Chinese Science Bulletin, 2020, 65(20): 2120-2127. |
| [16] | Qiu G K, Wang Q Y, Wang T Y, et al. Microplastic risk assessment and toxicity in plants: a review[J]. Environmental Chemistry Letters, 2024, 22(1): 209-226. |
| [17] |
邓延慧, 李旦, Adyel T M, 等. 环境中微塑料的定量分析方法研究进展[J]. 环境监控与预警, 2020, 12(5): 31-35. Deng Y H, Li D, Adyel T M, et al. Research progress of analytical methods for microplastics in the environment[J]. Environmental Monitoring and Forewarning, 2020, 12(5): 31-35. |
| [18] |
孙梦凡, 姜玲俐, 姚钰萍, 等. 夏季持续高温对升金湖浮游动物群落结构的影响[J]. 水生态学杂志. Sun M F, Jiang L L, Yao Y P, et al. Effects of persistent high temperature in summer on zooplankton community structure in Shengjin Lake[J]. Journal of Hydroecology. DOI:10.15928/j.1674-3075.202309180255 |
| [19] |
廖依琳, 严雪溶, 杨涛, 等. 西安市典型河流底栖生物群落结构及影响因子[J]. 干旱区资源与环境, 2024, 38(10): 101-110. Liao Y L, Yan X R, Yang T, et al. Community structure of benthic organisms in typical rivers of Xi'an and influencing factors[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2024, 38(10): 101-110. |
| [20] | Seemani B, Katongo C, Bloomer P, et al. DNA barcoding confirms the presence of invasive Parachanna obscura and rare species in the Mweru-Luapula fishery[J]. Scientific African, 2024, 25. DOI:10.1016/j.sciaf.2024.e02335 |
| [21] | Eichinger E, Bruckner A, Stemmer M. Earthworm expulsion by formalin has severe and lasting side effects on soil biota and plants[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2007, 67(2): 260-266. |
| [22] |
范如芹, 张晓平, 梁爱珍, 等. 蚯蚓野外采样方法评述[J]. 应用生态学报, 2010, 21(6): 1589-1595. Fan R Q, Zhang X P, Liang A Z, et al. Field sampling methods for earthworm: a review[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2010, 21(6): 1589-1595. |
| [23] |
武宇圣, 朱韻洁, 庞燕, 等. 基于功能群的浮游植物群落驱动因子及水质评价适用性分析: 以骆马湖为例[J]. 环境科学研究, 2023, 36(10): 1915-1926. Wu Y S, Zhu Y J, Pang Y, et al. Driving factors of phytoplankton functional groups and applicability of water quality evaluation: a case study of Lake Luoma[J]. Research of Environmental Sciences, 2023, 36(10): 1915-1926. |
| [24] |
高闻一. 乌梁素海水生生物多样性调查分析及健康评估[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2020. Gao W Y. Investigation and health assessment of hydrobiont biodiversity in Wuliangsuhai[D]. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University, 2020. |
| [25] |
张蕾, 郭硕, 晁春国, 等. 北京城市副中心新建景观水体的水生态环境变化规律[J]. 环境科学研究, 2022, 35(4): 989-998. Zhang L, Guo S, Chao C G, et al. Variation of ecological environment of new water landscape in Beijing municipal administrative center[J]. Research of Environmental Sciences, 2022, 35(4): 989-998. |
| [26] | Peng Y Y, Wu C F, Ma G B, et al. Insight into diversity change, variability and co-occurrence patterns of phytoplankton assemblage in headwater streams: a study of the Xijiang River basin, South China[J]. Frontiers in Microbiology, 2024, 15. DOI:10.3389/fmicb.2024.1417651 |
| [27] |
李君薇. 水体中微塑料的采集、分离及检测技术研究进展[J]. 塑料科技, 2021, 49(8): 113-116. Li J W. Research progress on collection, separation and detection technology of microplastics in water[J]. Plastics Science and Technology, 2021, 49(8): 113-116. |
| [28] | Karami A, Golieskardi A, Choo C K, et al. A high-performance protocol for extraction of microplastics in fish[J]. Science of the Total Environment, 2017, 578: 485-494. |
| [29] |
张明兴, 刘全斌, 杜美佳, 等. 海洋浮游动物体内微塑料硝酸提取方法研究[J]. 海洋环境科学, 2023, 42(3): 336-344. Zhang M X, Liu Q B, Du M J, et al. Studies on extraction method of microplastics in marine zooplankton by nitric acid[J]. Marine Environmental Science, 2023, 42(3): 336-344. |
| [30] | Jin J P, Wang X X, Sha Y, et al. Changes in soil properties and microbial activity unveil the distinct impact of polyethylene and biodegradable microplastics on chromium uptake by peanuts[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2024, 31(40): 53369-53380. |
| [31] | De Witte B, Devriese L, Bekaert K, et al. Quality assessment of the blue mussel (Mytilus edulis): comparison between commercial and wild types[J]. Marine Pollution Bulletin, 2014, 85(1): 146-155. |
| [32] | Roch S, Brinker A. Rapid and efficient method for the detection of microplastic in the gastrointestinal tract of fishes[J]. Environmental Science & Technology, 2017, 51(8): 4522-4530. |
| [33] |
邹亚丹, 徐擎擎, 张哿, 等. 6种消解方法对荧光测定生物体内聚苯乙烯微塑料的影响[J]. 环境科学, 2019, 40(1): 496-503. Zou Y D, Xu Q Q, Zhang G, et al. Influence of six digestion methods on the determination of polystyrene microplastics in organisms using the fluorescence intensity[J]. Environmental Science, 2019, 40(1): 496-503. |
| [34] | Li P, He C J, Lin D H. Extraction and quantification of polystyrene nanoplastics from biological samples[J]. Environmental Pollution, 2022, 314. DOI:10.1016/j.envpol.2022.120267 |
| [35] | Zhou X X, He S, Gao Y, et al. Quantitative analysis of polystyrene and poly(methyl methacrylate) nanoplastics in tissues of aquatic animals[J]. Environmental Science & Technology, 2021, 55(5): 3032-3040. |
| [36] | Li C J, Gao Y, He S, et al. Quantification of nanoplastic uptake in cucumber plants by pyrolysis gas chromatography/mass spectrometry[J]. Environmental Science & Technology Letters, 2021, 8(8): 633-638. |
| [37] |
裴婕, 王瑞明, 林智康, 等. 消解方法对荧光测定生物体内微塑料效果的影响[J]. 化学工程师, 2023, 37(3): 92-95. Pei J, Wang R M, Lin Z K, et al. Effect of digestion methods on the determination of microplastics in biological tissues using the fluorescence intensity[J]. Chemical Engineer, 2023, 37(3): 92-95. |
| [38] |
钟莺莺, 赵海英, 王涛, 等. 贻贝中微塑料检测的消解方法比较[J]. 食品安全质量检测学报, 2022, 13(22): 7357-7366. Zhong Y Y, Zhao H Y, Wang T, et al. Comparison of digestion methods for the detection of microplastics in Mytilus eduli [J]. Journal of Food Safety and Quality, 2022, 13(22): 7357-7366. |
| [39] |
吴文楠, 高俊敏, 沈茜, 等. 生物体微塑料提取方法比选研究[J]. 中国环境科学, 2019, 39(10): 4343-4349. Wu W N, Gao J M, Shen Q, et al. Comparison of microplastic extraction methods from organisms[J]. China Environmental Science, 2019, 39(10): 4343-4349. |
| [40] | Chang Y S, Chou S H, Jhang Y J, et al. Extraction method development for nanoplastics from oyster and fish tissues[J]. Science of the Total Environment, 2022, 814. DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.152675 |
| [41] | Dan Y B, Zhang W L, Xue R M, et al. Characterization of gold nanoparticle uptake by tomato plants using enzymatic extraction followed by single-particle inductively coupled plasma-mass spectrometry analysis[J]. Environmental Science & Technology, 2015, 49(5): 3007-3014. |
| [42] |
王小娟, 关杰, 高帅, 等. 化学消解法前处理含微塑料环境样品的研究进展[J]. 现代化工, 2022, 42(11): 33-37, 43. Wang X J, Guan J, Gao S, et al. Research progress on pretreatment of microplastics-containing environmental samples by chemical digestion[J]. Modern Chemical Industry, 2022, 42(11): 33-37, 43. |
| [43] |
邓婷. 生物体微塑料传递研究与次生源调查[D]. 重庆: 重庆大学, 2021. Deng T. Preliminary study on the transfering characteristics of microplastics along marine food chain and investigation on its secondary sources[D]. Chongqing: Chongqing University, 2021. |
| [44] |
郭梓萌, 崔小梅, 陈均玉, 等. 大气中微塑料的研究进展[J]. 环境化学, 2023, 42(12): 4079-4092. Guo Z M, Cui X M, Chen J Y, et al. Research progress on microplastics in the atmosphere[J]. Environmental Chemistry, 2023, 42(12): 4079-4092. |
| [45] |
王志超, 孟青, 李卫平, 等. 不同消解方法对微塑料质量及其表面特征的影响[J]. 环境工程学报, 2020, 14(5): 1385-1393. Wang Z C, Meng Q, Li W P, et al. Effect of different digestion methods on microplastic quality and surface characteristics[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2020, 14(5): 1385-1393. |
| [46] |
宋小卫, 吴晓凤, 宋小平, 等. 微塑料的提取分离方法研究进展[J]. 环境化学, 2022, 41(3): 793-800. Song X W, Wu X F, Song X P, et al. Research progress on the extraction and separation methods of microplastics[J]. Environmental Chemistry, 2022, 41(3): 793-800. |
| [47] | Foekema E M, De Gruijter C, Mergia M T, et al. Plastic in North Sea fish[J]. Environmental Science & Technology, 2013, 47(15): 8818-8824. |
| [48] | Hurley R R, Lusher A L, Olsen M, et al. Validation of a method for extracting microplastics from complex, organic-rich, environmental matrices[J]. Environmental Science & Technology, 2018, 52(13): 7409-7417. |
| [49] | Wagner J, Wang Z M, Ghosal S, et al. Novel method for the extraction and identification of microplastics in ocean trawl and fish gut matrices[J]. Analytical Methods, 2017, 9(9): 1479-1490. |
| [50] |
黄辉. 生物体内微塑料提取、分离和鉴定技术研究进展[J]. 生物化工, 2024, 10(2): 248-252. Huang H. Research progress in extraction, separation and identification of microplastics in organisms[J]. Biological Chemical Engineering, 2024, 10(2): 248-252. |
| [51] | Catarino A I, Thompson R, Sanderson W, et al. Development and optimization of a standard method for extraction of microplastics in mussels by enzyme digestion of soft tissues[J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2017, 36(4): 947-951. |
| [52] | 孙浩然. 鱼体内微塑料检测方法研究[D]. 济南: 山东师范大学, 2018. |
| [53] |
谢颖, 杨波, 刘琳豆, 等. 微塑料的人体内外暴露现状及其检测技术进展[J]. 环境卫生学杂志, 2023, 13(10): 778-787. Xie Y, Yang B, Liu L D, et al. Current status of internal and external exposure of microplastics to humans and its determination technology progress[J]. Journal of Environmental Hygiene, 2023, 13(10): 778-787. |
| [54] |
张冰, 朱琳, 张蕊, 等. 小麦粉中微塑料的鉴别研究[J]. 环境保护科学, 2024, 50(5): 113-118, 133. Zhang B, Zhu L, Zhang R, et al. Identification of microplastics in wheat flour[J]. Environmental Protection Science, 2024, 50(5): 113-118, 133. |
| [55] |
赵国强, 邓舒美, 朱翔, 等. 鱼富脂胃肠道中微塑料检测[J]. 环境化学, 2024, 43(7): 2181-2193. Zhao G Q, Deng S M, Zhu X, et al. Detection of microplastics in gastrointestinal tract of lipid-rich fish[J]. Environmental Chemistry, 2024, 43(7): 2181-2193. |
| [56] |
马敏东. 我国北方海水鱼微塑料污染特征及烹饪方式对鱼体微塑料影响研究[D]. 北京: 中国环境科学研究院, 2024. Ma M D. Study on the pollution characteristics and influence of cooking methods of microplastics in Sea fish from northern China[D]. Beijing: Chinese Academy of Environmental Sciences, 2024. |
| [57] |
韩旭. 微塑料在斑马鱼不同组织中的生物累积[D]. 大连: 大连海事大学, 2020. Han X. Bioaccumulation of microplastics in different tissues of zebrafish[D]. Dalian: Dalian Maritime University, 2020. |
| [58] | Li J N, Yang D Q, Li L, et al. Microplastics in commercial bivalves from China[J]. Environmental Pollution, 2015, 207: 190-195. |
| [59] |
赵媛, 盖一丹, 聂子宜, 等. 浮选-消解顺序对土壤中微塑料提取效率的影响[J]. 曲阜师范大学学报, 2024, 50(1): 95-100. Zhao Y, Gai Y D, Nie Z Y, et al. Effect of flotation-digestion sequence on the extraction efficiency of microplastics from soil[J]. Journal of Qufu Normal University, 2024, 50(1): 95-100. |
| [60] |
李陵云, 朱静敏, 李佳娜, 等. 水生生物样品中微塑料的提取和分离方法综述[J]. 海洋环境科学, 2019, 38(2): 187-191, 197. Li L Y, Zhu J M, Li J N, et al. Review on methods for extraction and isolation of microplastics in aquatic organisms[J]. Marine Environmental Science, 2019, 38(2): 187-191, 197. |
| [61] |
林婧, 李振国, 余光辉, 等. 密度分离法提取土壤中微塑料的优化[J]. 中国环境科学, 2022, 42(7): 3285-3294. Lin J, Li Z G, Yu G H, et al. Optimization of microplastics extraction from soil by density separation[J]. China Environmental Science, 2022, 42(7): 3285-3294. |
| [62] |
肖晓枫. 基于拉曼成像的小龙虾体内微塑料提取、鉴定与定量估计[D]. 武汉: 武汉轻工大学, 2023. Xiao X F. Extraction, identification and quantitative estimation of microplastics in crayfish based on Raman imaging[D]. Wuhan: Wuhan Polytechnic University, 2023. |
| [63] |
翟俊, 晏记侠, 饶逸飞, 等. 湿地环境中微塑料分布及检测方法研究进展[J]. 土木与环境工程学报(中英文), 2021, 43(2): 158-167. Zhai J, Yan J X, Rao Y F, et al. Microplastic in wetlands: a review on distribution and detection methods[J]. Journal of Civil and Environmental Engineering, 2021, 43(2): 158-167. |
| [64] | Acarer S. A review of microplastic removal from water and wastewater by membrane technologies[J]. Water Science & Technology, 2023, 88(1): 199-219. |
| [65] | Santana M F M, Ascer L G, Custódio M R, et al. Microplastic contamination in natural mussel beds from a Brazilian urbanized coastal region: rapid evaluation through bioassessment[J]. Marine Pollution Bulletin, 2016, 106(1-2): 183-189. |
| [66] | Grigorakis S, Mason S A, Drouillard K G. Determination of the gut retention of plastic microbeads and microfibers in goldfish (Carassius auratus)[J]. Chemosphere, 2017, 169: 233-238. |
| [67] | Davidson K, Dudas S E. Microplastic ingestion by wild and cultured manila clams (Venerupis philippinarum) from Baynes Sound, British Columbia[J]. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 2016, 71(2): 147-156. |
| [68] | Hu L L, Su L, Xue Y G, et al. Uptake, accumulation and elimination of polystyrene microspheres in tadpoles of Xenopus tropicalis [J]. Chemosphere, 2016, 164: 611-617. |
| [69] | Mathalon A, Hill P. Microplastic fibers in the intertidal ecosystem surrounding Halifax Harbor, Nova Scotia[J]. Marine Pollution Bulletin, 2014, 81(1): 69-79. |
| [70] | Li J N, Green C, Reynolds A, et al. Microplastics in mussels sampled from coastal waters and supermarkets in the United Kingdom[J]. Environmental Pollution, 2018, 241: 35-44. |
| [71] | Yang D Q, Shi H H, Li L, et al. Microplastic pollution in table salts from China[J]. Environmental Science & Technology, 2015, 49(22): 13622-13627. |
| [72] | Su L, Xue Y G, Li L Y, et al. Microplastics in Taihu Lake, China[J]. Environmental Pollution, 2016, 216: 711-719. |
| [73] |
王超, 张德钧, 黄慧, 等. 海洋生物中微塑料的检测与危害研究进展[J]. 食品安全质量检测学报, 2018, 9(11): 2678-2683. Wang C, Zhang D J, Huang H, et al. Review of microplastics detection from marine organisms and their harms[J]. Journal of Food Safety and Quality, 2018, 9(11): 2678-2683. |
| [74] |
李思敏, 翟世娇, 孟鑫, 等. 滏阳河(邯郸段)多环境介质和鱼体内微塑料赋存形态及生态风险评价[J]. 环境科学学报, 2024, 44(5): 177-186. Li S M, Zhai S J, Meng X, et al. Occurrence patterns and ecological risk assessment of microplastics in Fuyang River (Handan section) with multiple environmental media and fish[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2024, 44(5): 177-186. |
| [75] |
郑紫莎, 杨平华, 刘小慧, 等. 鄱阳湖铜锈环棱螺、圆顶珠蚌中微塑料与砷、汞污染相关性研究[J]. 山东化工, 2023, 52(23): 230-232, 239. Zheng Z S, Yang P H, Liu X H, et al. Study on the correlation between microplastics and arsenic and mercury pollution in Bellamya aeruginosa and Unio douglasiae in Poyang Lake[J]. Shandong Chemical Industry, 2023, 52(23): 230-232, 239. |
| [76] |
高雅坤, 李卫明, 张续同, 等. 玛瑙河多环境介质和铜锈环棱螺体内微塑料的赋存特征[J]. 环境科学, 2024, 45(3): 1849-1858. Gao Y K, Li W M, Zhang X T, et al. Occurrence characteristics of microplastics in multi-environmental media and bellamya aeruginosa of Manao River[J]. Environmental Science, 2024, 45(3): 1849-1858. |
| [77] | Bellas J, Martínez-Armental J, Martínez-Cámara A, et al. Ingestion of microplastics by demersal fish from the Spanish Atlantic and Mediterranean coasts[J]. Marine Pollution Bulletin, 2016, 109(1): 55-60. |
| [78] | Saliu F, Biale G, Raguso C, et al. Detection of plastic particles in marine sponges by a combined infrared micro-spectroscopy and pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry approach[J]. Science of the Total Environment, 2022, 819. DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.152965 |
| [79] | Nakano R, Gürses R K, Tanaka Y, et al. Pyrolysis-GC-MS analysis of ingested polystyrene microsphere content in individual Daphnia magna [J]. Science of the Total Environment, 2022, 817. DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.152981 |
| [80] | Fabbri D, Rombolà A G, Vassura I, et al. Off-line analytical pyrolysis GC-MS to study the accumulation of polystyrene microparticles in exposed mussels[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2020, 149. DOI:10.1016/j.jaap.2020.104836 |
| [81] | Imasha H U E, Babel S. Microplastics contamination in the green mussels (Perna viridis) cultured for human consumption in Thailand[J]. Regional Studies in Marine Science, 2023, 67. DOI:10.1016/j.rsma.2023.103203 |
| [82] | Ribeiro F, Okoffo E D, O'Brien J W, et al. Quantitative analysis of selected plastics in high-commercial-value Australian seafood by pyrolysis gas chromatography mass spectrometry[J]. Environmental Science & Technology, 2020, 54(15): 9408-9417. |
| [83] | Dümichen E, Barthel A K, Braun U, et al. Analysis of polyethylene microplastics in environmental samples, using a thermal decomposition method[J]. Water Research, 2015, 85: 451-457. |
| [84] | Gao M L, Liu Y, Dong Y M, et al. Effect of polyethylene particles on dibutyl phthalate toxicity in lettuce (Lactuca sativa L.)[J]. Journal of Hazardous Materials, 2021, 401. DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.123422 |
| [85] | Lasota J, Błońska E, Kempf M, et al. Impact of various microplastics on the morphological characteristics and nutrition of the young generation of beech (Fagus sylvatica L.)[J]. Scientific Reports, 2024, 14(1). DOI:10.1038/s41598-024-70046-w |
| [86] | Alomar C, Deudero S. Evidence of microplastic ingestion in the shark Galeus melastomus Rafinesque, 1810 in the continental shelf off the western Mediterranean Sea[J]. Environmental Pollution, 2017, 223: 223-229. |
| [87] | Rummel C D, Löder M G J, Fricke N F, et al. Plastic ingestion by pelagic and demersal fish from the North Sea and Baltic Sea[J]. Marine Pollution Bulletin, 2016, 102(1): 134-141. |
| [88] |
谢凌莉. 聚苯乙烯微塑料介导赤子爱胜蚓肠道应激响应特征研究[D]. 长沙: 中南林业科技大学, 2023. Xie L L. Study on intestinal stress responseto polystyrene microplastics in Eisenia fetida[D]. Changsha: Central South University of Forestry and Technology, 2023. |
| [89] | Klangnurak W, Chunniyom S. Screening for microplastics in marine fish of Thailand: the accumulation of microplastics in the gastrointestinal tract of different foraging preferences[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2020, 27(21): 27161-27168. |
| [90] | Goldstein M C, Goodwin D S. Gooseneck barnacles (Lepas spp.) ingest microplastic debris in the North Pacific Subtropical Gyre[J]. PeerJ, 2013, 1. DOI:10.7717/peerj.184 |
| [91] | Naidu S A, Ranga Rao V, Ramu K. Microplastics in the benthic invertebrates from the coastal waters of Kochi, Southeastern Arabian Sea[J]. Environmental Geochemistry and Health, 2018, 40(4): 1377-1383. |
| [92] | Abbasi A, Sadeghi P, Abadi Z T R. Characterization of microplastics in digestive tract of commercial fish species from the Oman Sea[J]. Marine Pollution Bulletin, 2023, 197. DOI:10.1016/j.marpolbul.2023.115769 |
| [93] | Winkler A, Nessi A, Antonioli D, et al. Occurrence of microplastics in pellets from the common kingfisher (Alcedo atthis) along the Ticino River, North Italy[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2020, 27(33): 41731-41739. |
| [94] | Boukadida K, Mlouka R, Abelouah M R, et al. Unraveling the interplay between environmental microplastics and salinity stress on Mytilus galloprovincialis larval development: a holistic exploration[J]. Science of the Total Environment, 2024, 927. DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.172177 |
| [95] | Wang Z M, Wagner J, Ghosal S, et al. SEM/EDS and optical microscopy analyses of microplastics in ocean trawl and fish guts[J]. Science of the Total Environment, 2017, 603-604: 616-626. |
| [96] | Ding J F, Li J X, Sun C J, et al. Detection of microplastics in local marine organisms using a multi-technology system[J]. Analytical Methods, 2019, 11(1): 78-87. |
| [97] | Zhuang M, Qiao C K, Han L J, et al. Multi-omics analyses reveal the responses of wheat (Triticum aestivum L.) and rhizosphere bacterial community to nano(micro)plastics stress[J]. Journal of Nanobiotechnology, 2024, 22(1). DOI:10.1186/s12951-024-02777-x |
| [98] |
李珊, 张岚, 陈永艳, 等. 饮用水中微塑料检测技术研究进展[J]. 净水技术, 2019, 38(4): 1-8. Li S, Zhang L, Chen Y Y, et al. Research progress on detection technology of microplastics in drinking water[J]. Water Purification Technology, 2019, 38(4): 1-8. |
| [99] |
孙彦敏, 高惠敏, 徐春祥, 等. 环境中微塑料检测技术研究进展[J]. 生态与农村环境学报, 2024, 40(1): 36-43. Sun Y M, Gao H M, Xu C X, et al. Research progress of methods for detection of microplastics in environment[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2024, 40(1): 36-43. |
| [100] |
万青云, 黄燕平, 秦嘉, 等. 环境中微塑料检测分析方法研究进展[J]. 环境监测管理与技术, 2024, 36(2): 1-6. Wan Q Y, Huang Y P, Qin J, et al. Research progress on detection methods for microplastics in the environment[J]. The Administration and Technique of Environmental Monitoring, 2024, 36(2): 1-6. |
| [101] |
林杨, 王永刚, 王旭, 等. 水体中微塑料的采样、分离及分析技术研究进展[J]. 海洋湖沼通报, 2023, 45(4): 167-175. Lin Y, Wang Y G, Wang X, et al. Research progress in sampling, separation and analysis of microplastics in water[J]. Transactions of Oceanology and Limnology, 2023, 45(4): 167-175. |
| [102] | Jung S, Cho S H, Kim K H, et al. Progress in quantitative analysis of microplastics in the environment: a review[J]. Chemical Engineering Journal, 2021, 422. DOI:10.1016/j.cej.2021.130154 |
| [103] |
刘禹慧, 韩卓, 巢静波, 等. 热分析质谱技术在微塑料检测领域的应用[J]. 中国无机分析化学, 2024, 14(8): 1166-1176. Liu Y H, Han Z, Chao J B, et al. Application of thermal analysis mass spectrometry in the detection of microplastics[J]. Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry, 2024, 14(8): 1166-1176. |
| [104] | Goedecke C, Dittmann D, Eisentraut P, et al. Evaluation of thermoanalytical methods equipped with evolved gas analysis for the detection of microplastic in environmental samples[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2020, 152. DOI:10.1016/j.jaap.2020.104961 |
| [105] | Tirkey A, Upadhyay L S B. Microplastics: an overview on separation, identification and characterization of microplastics[J]. Marine Pollution Bulletin, 2021, 170. DOI:10.1016/j.marpolbul.2021.112604 |
| [106] | Xu J L, Thomas K V, Luo Z S, et al. FTIR and Raman imaging for microplastics analysis: state of the art, challenges and prospects[J]. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2019, 119. DOI:10.1016/j.trac.2019.115629 |
| [107] | Käppler A, Fischer D, Oberbeckmann S, et al. Analysis of environmental microplastics by vibrational microspectroscopy: FTIR, Raman or both?[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2016, 408(29): 8377-8391. |
| [108] |
卢琦园, 马艳, 陈思帆, 等. 环境中微塑料检测方法的研究进展[J]. 环境化学, 2024, 43(7): 2166-2180. Lu Q Y, Ma Y, Chen S F, et al. Research progress on analytical methods for microplastics in the environment[J]. Environmental Chemistry, 2024, 43(7): 2166-2180. |
| [109] | Yang H, Xue Q S, Lu F Q, et al. Detection of microplastic samples based on spatial heterodyne microscopic differential Raman spectroscopy[J]. Journal of Raman Spectroscopy, 2023, 54(10): 1090-1098. |
| [110] |
孙嘉鸣, 司志威, 张艳超, 等. 食品接触材料中微塑料检测技术研究进展[J]. 中国口岸科学技术, 2023, 5(6): 30-33. Sun J M, Si Z W, Zhang Y C, et al. Research progress on detection technology of microplastics in food contact materials[J]. China Port Science and Technology, 2023, 5(6): 30-33. |
| [111] | Watts A J R, Lewis C, Goodhead R M, et al. Uptake and retention of microplastics by the shore crab carcinus maenas [J]. Environmental Science & Technology, 2014, 48(15): 8823-8830. |
| [112] |
田莉莉, 文少白, 马旖旎, 等. 海水青鳉摄食微塑料的荧光和C-14同位素法示踪定量研究[J]. 环境科学研究, 2021, 34(11): 2571-2578. Tian L L, Wen S B, Ma Y N, et al. Quantification of ingestion of microplastics by marine medaka (Oryzias melastigma) using fluorescence and C-14 isotope radiotracer[J]. Research of Environmental Sciences, 2021, 34(11): 2571-2578. |
| [113] | Lu Y F, Zhang Y, Deng Y F, et al. Uptake and accumulation of polystyrene microplastics in zebrafish (Danio rerio) and toxic effects in liver[J]. Environmental Science & Technology, 2016, 50(7): 4054-4060. |
| [114] | Fischer M, Scholz-Böttcher B M. Simultaneous trace identification and quantification of common types of microplastics in environmental samples by pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry[J]. Environmental Science & Technology, 2017, 51(9): 5052-5060. |
| [115] | Luo Y M, Li L Z, Feng Y D, et al. Quantitative tracing of uptake and transport of submicrometre plastics in crop plants using lanthanide chelates as a dual-functional tracer[J]. Nature Nanotechnology, 2022, 17(4): 424-431. |
| [116] | Yuan W K, Xu E G, Li L Z, et al. Tracing and trapping micro- and nanoplastics: untapped mitigation potential of aquatic plants?[J]. Water Research, 2023, 242. DOI:10.1016/j.watres.2023.120249 |
| [117] |
崔铁峰, 张杰, 卢灿然, 等. 微塑料的测定方法以及对水生生物的生态毒理效应[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2024, 44(1): 84-91. Cui T F, Zhang J, Lu C R, et al. Methods for determination of microplastics and their ecotoxicological effects on aquatic organisms[J]. Journal of Hebei University (Natural Science Edition), 2024, 44(1): 84-91. |
| [118] |
蒙岱均, 王超鹏, 魏鑫馨, 等. 饮用水中微塑料的检测与去除技术研究进展[J]. 净水技术, 2022, 41(8): 8-15, 107. Meng D J, Wang C P, Wei X X, et al. Research progress of determination and removal technology of microplastics in drinking water[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(8): 8-15, 107. |
| [119] | Liu Y, Li J, Parakhonskiy B V, et al. Labelling of micro- and nanoplastics for environmental studies: state-of-the-art and future challenges[J]. Journal of Hazardous Materials, 2024, 462. DOI:10.1016/j.jhazmat.2023.132785 |
| [120] | 李璐. 生物体内微塑料定量方法技术构建综述[J]. 科技视界, 2022(36): 25-28. |
| [121] | Jiménez-Lamana J, Marigliano L, Allouche J, et al. A novel strategy for the detection and quantification of nanoplastics by single particle inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)[J]. Analytical Chemistry, 2020, 92(17): 11664-11672. |
| [122] | Cox K D, Covernton G A, Davies H L, et al. Human consumption of microplastics[J]. Environmental Science & Technology, 2019, 53(12): 7068-7074. |