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

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 ZHAN Leihui;WANG Xingyan;LUO Shijie;LUO Dan;ZENG Yaqi;LI Yingbin;YI Yuting;GUO Zhidan;CHEN Chengyu

作者机构：华南农业大学资源环境学院 

出 版 物：《环境化学》 (Environmental Chemistry)

年 卷 期：2025年第44卷第3期

页      面：732-741页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

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 

主　　题：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 

摘      要：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（Dh）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，Dh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.