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由无处不在的塑料污染所引发的担忧，正促使人们开发替代材料。近年来，生物基聚合物，也称为生物塑料，被提出用以缓解塑料污染，同时满足工业和商业方面的预期。与石油基塑料类似，人们预计它们在环境中会逐渐降解为碎片，直至亚微米尺度。然而，关于此类生物基纳米塑料一旦释放到环境中后的影响，目前仅有有限的数据可供参考。 本研究考察了由多种生物基聚合物制成的模型纳米塑料（Bio-NPs）对水生物种的影响，这些聚合物包括已进入市场的材料（PHA、PLA、PA11）以及仍处于开发阶段的材料（NIPU、PCAR）。我们将三种微藻暴露于不同浓度的Bio-NPs（10、100和1000 g/L），暴露时间分别为24小时、48小时和1周，以测试Bio-NPs对藻类生长的影响。我们还将淡水双壳类C. fluminea暴露于Bio-NPs中（1、10和100 g/L，持续1周），以检测其过滤活性以及在Bio-NPs暴露下的基因表达响应。 所测试的五种Bio-NPs均在至少一种受试藻类中引起了生长抑制。在这五种Bio-NPs中，PLA和PA11对藻类生长的危害最大。最高的生长抑制效应出现在淡水物种D. subspicatus中。每一种受试Bio-NP均导致C. fluminea的过滤速率显著下降。PHA在测试的最低浓度（1 g/L）下即损害了过滤功能，而PCAR、PA11和NIPU仅在较高浓度（10和100 g/L）下产生显著效应。 C. fluminea中的基因表达结果表明，所测试的五种生物基纳米塑料均强烈诱导了所有受检基因功能。这些Bio-NPs触发了内吞作用和解毒机制，损害了线粒体代谢，并诱发了氧化应激和免疫反应。PA11、NIPU和PHA暴露导致了最强烈的基因调控效应。 本研究针对一类可能在不久的将来释放到环境中的纳米塑料提供了全新的研究发现，因为生物塑料的使用正在迅速增长。这将有助于更好地理解此类碎片化生物塑料纳米颗粒对水生物种的影响。
由无处不在的塑料污染所引发的担忧，正在促使人们开发替代材料。近年来，生物基聚合物（亦称生物塑料）被提出用于缓解塑料污染，同时满足工业和商业预期。与石油基塑料类似，人们预计它们在环境中会分解为碎片，尺寸可小至亚微米级。然而，关于这类生物基纳米塑料一旦释放到环境中后的影响，目前仅有极为有限的数据可供参考。
本研究考察了由多种生物基聚合物制成的模型纳米塑料（Bio-NPs）对水生物种的影响，这些聚合物包括已上市的材料（PHA、PLA、PA11）以及仍处于开发阶段的材料（NIPU、PCAR）。我们将三种微藻暴露于不同浓度的Bio-NPs（10、100和1000 g/L），暴露时间分别为24小时、48小时和1周，以测试Bio-NPs对藻类生长的影响。我们还将淡水双壳类C. fluminea暴露于不同浓度的Bio-NPs（1、10和100 g/L）1周，以检测其滤食活性及在Bio-NPs暴露下的基因表达响应。
所测试的五种Bio-NPs均在三种藻类中的至少一种中引起了生长抑制。在所测试的五种Bio-NPs中，PLA和PA11对藻类生长的危害最大。最高的生长抑制效应出现在淡水物种D. subspicatus中。每一种测试的Bio-NP均导致C. fluminea的滤食速率显著下降。PHA在所测试的最低浓度（1 g/L）下即损害了滤食功能，而PCAR、PA11和NIPU仅在较高浓度（10和100 g/L）下产生显著效应。
C. fluminea中的基因表达结果表明，所测试的五种生物基纳米塑料均强烈诱导了所有受测基因功能。这些Bio-NPs触发了内吞作用和解毒机制，损害了线粒体代谢，并诱发了氧化应激和免疫响应。PA11、NIPU和PHA暴露导致了最强烈的基因调控。
本研究提供了关于一类纳米塑料的全新发现；随着生物塑料使用量的快速增长，这类纳米塑料在不久的将来可能会被释放到环境中。本研究将有助于更好地理解此类碎片化生物塑料纳米颗粒对水生物种的影响。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.14.732166v1?rss=1
🏷️ 生物基纳米塑料 水生毒性 微藻生长抑制 双壳类过滤活性 基因表达响应 氧化应激