ECL :聚苯乙烯微塑料和纳米塑料在人类精子中的发生、毒性和去除

文摘   2024-06-26 09:14   北京  

ECL :聚苯乙烯微塑料和纳米塑料在人类精子中的发生、毒性和去除


引入:


许多方法已被提出用于控制微塑料污染 (Padervand等, 2020)。与其他方法相比,磁性氧化铁纳米颗粒 (nano-Fe3O4) 通过快速、简单和经济的方式有效聚集并共沉淀微塑料 (Shi等, 2022)。此外,由于其良好的生物相容性和低毒性,nano-Fe3O4在生物医学领域具有应用前景 (Liu等, 2020)。然而,尚未有关于使用nano-Fe3O4干预纳米塑料毒性的报道。因此,我们探索了nano-Fe3O4是否能去除聚苯乙烯纳米塑料,并评估其对纳米塑料诱导的精子毒性的潜在干预效果。


结果简要讨论导览:

图1(在人类精液中检测到小于10 μm的聚苯乙烯微塑料,可以进入或与人类精子结合)。


裂解-气相色谱/质谱联用技术 (Py-GCMS) 的结果显示,所有三个精液样本池中均含有小于10 μm的聚苯乙烯微塑料,其浓度为3.57 ± 0.32 μg/mL,范围为3.05至4.15 μg/mL(图1a)研究表明,小于10 μm的聚苯乙烯微塑料可以穿透血-睾屏障并在男性生殖系统中积累。聚苯乙烯纳米塑料对人类精子的毒性大于聚苯乙烯微塑料,这可能归因于它们进入和积累在人类精子中的不同能力(图1b)。这些微塑料在精液中的存在表明它们可能对男性生殖健康构成潜在风险。


图2(聚苯乙烯纳米塑料对人类精子功能的不利影响。将人类精子暴露在高盐溶液中不同浓度的25纳米聚苯乙烯纳米塑料中12小时,以检测精子的生存能力)

聚苯乙烯纳米塑料(25–100 nm),而不是聚苯乙烯微塑料(0.5和4 μm),在与精液相关的浓度(5或50 μg/mL)下对人类精子产生不良影响(图2)。25 nm的聚苯乙烯纳米塑料在与双酚A共同作用时对人类精子具有协同作用。双酚A是一种常用的塑料添加剂,是一种经典的环境内分泌干扰化学物质,能对男性生殖系统产生不利影响。

(图3 磁性氧化铁纳米颗粒可以去除聚苯乙烯纳米塑料

在这项研究中,作者评估了纳米Fe3O4是否能够消除25 nm的聚苯乙烯纳米塑料(图3a)。纳米Fe3O4颗粒的平均直径和zeta电位分别为22.4 nm和-31.3 mV(图3b)。将纳米Fe3O4(1.3 mg/mL)与25 nm聚苯乙烯纳米塑料(250 μg/mL)在高盐溶液或人输卵管液介质中混合后,纳米Fe3O4与25 nm聚苯乙烯纳米塑料聚集在一起(图3c)。在高盐溶液和人输卵管液介质中的聚苯乙烯纳米塑料的平均去除率分别为98.5%和98.7%(图3c)。此外,纳米Fe3O4处理后的上清液中剩余的聚苯乙烯纳米塑料和纳米Fe3O4对精子功能或生理参数没有显著影响(表1)。总之,纳米Fe3O4对聚苯乙烯纳米塑料的聚集和共沉淀是针对人类精子中纳米塑料诱导的男性生殖毒性的一种有效干预措施。


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结果总结:

在这篇文章证明了人类精液被小于10µm的聚苯乙烯微塑料污染。
聚苯乙烯纳米塑料的粒径为25 ~ 100 nm,在与精子相关的浓度下,聚苯乙烯纳米塑料可以穿透人类精子并对其造成损害,而粒径为0.5 ~ 10 μm的聚苯乙烯微塑料则可以与精子结合。此外,磁性氧化铁纳米颗粒对聚苯乙烯纳米塑料的聚集和共沉淀是对纳米塑料对人类精子的男性生殖毒性的有效干预。这些发现为微塑料对人类的男性生殖毒性提供了新的见解。



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