基于尼罗红染色与ImageJ技术的饮料容器中微塑料数量、尺寸及形态定量研究

　　2020年12月，我中心研究人员在《Journal of Water and Health》期刊发表题为《基于尼罗红染色与ImageJ技术的饮料容器中微塑料数量、尺寸及形态定量研究》的开放获取论文。该研究针对公众日益关注的“一次性饮料杯是否为人体微塑料暴露重要来源”这一政策热点问题，采用改进的荧光标记与自动化图像处理方法，提供了迄今最为严谨的定量证据，为食品接触材料安全监管与消费者风险沟通提供了科学依据。

　　研究团队针对美国新英格兰地区市售的15只聚乳酸（PLA）内衬纸杯、15只PLA内衬塑料杯及5个空白对照组，创新性地整合了尼罗红荧光染色、全滤膜显微摄影、基于ImageJ的自动化图像识别与形态学分类方法。该方法将微塑料检测下限扩展至1微米，并首次系统引入二维投影面积与纤维/颗粒形态二分作为核心度量指标，较传统傅里叶变换红外光谱法（FTIR）在通量与精度上实现重要突破。

　　研究的关键政策启示在于：经检测，两类常见一次性饮料杯均非人体微塑料暴露的显著来源。数据显示，塑料杯组微塑料纤维数量与面积较空白对照组有统计学差异（p<0.05），但颗粒物及总微塑料无显著差异；纸杯组在颗粒、纤维及总量指标上均无显著差异。这一结论直接回应了近年来公众对咖啡杯、冷饮杯安全性的普遍焦虑，为食品药品监管部门制定食品接触材料迁移物限量标准提供了本土化实证参考。

　　从监管科学视角，本研究具有三重方法学贡献：其一，验证了尼罗红染色-自动化图像分析作为低成本、高通量筛查工具的技术可靠性，其98%的聚乙烯加标回收率与传统FTIR法（96%）无显著差异，但检测效率提升显著；其二，首次将微塑料形态（纤维/颗粒）纳入暴露评估框架，证实忽视形态差异可能导致暴露负荷低估；其三，建立了一套可复制的实验室污染控制方案（五组空白对照、全程层流罩操作、双盲计数），为后续制定微塑料检测标准操作程序（SOP）提供了范本。

　　研究同时审慎指出，尽管本次检测的PLA材质杯具安全，但不可外推至其他材质（如聚苯乙烯泡沫、回收塑料）或极端使用条件（如微波加热、盛装油脂）。团队在讨论部分明确呼吁：应针对不同聚合物类型、使用温度、接触时间开展阶梯式暴露实验，并建议将微塑料形态特异性毒理学研究列为优先资助方向。这一政策建议已被哈佛大学环境健康系纳入向美国食品药品监督管理局（FDA）食品接触物质通报评议程序的技术评论中。

　　基于本研究的方法框架，研究团队目前已形成面向食品安全监管机构、消费品企业及检测机构的定制化服务能力，可开展：食品接触材料微塑料释放图谱库构建、新型生物基塑料降解产物安全性评估、饮用水处理工艺微塑料拦截效率评价等延伸研究。该研究第一作者陈淑娟现为深圳市健康城市研究与数据分析中心客座青年学者，双方正合作推进“粤港澳大湾区食品接触材料微塑料暴露谱研究”项目，拟构建首个覆盖大湾区常见餐饮包装的开放科学数据库，支撑区域食品安全风险预警与绿色包装替代政策。

　　本研究的实验方案与数据清洗脚本已作为开放科学资源全文公开，可为深圳建设“无废城市”背景下的食品包装减量替代、绿色采购标准研制提供直接的方法学输入。如您对本研究的检测方案、政策转化或定制化评估服务感兴趣，欢迎与我们联系：contact@shcrdc.org。

论文信息：
Quantification of microplastics by count, size and morphology in beverage containers using Nile Red and ImageJ. Shujuan Chen, Yue Li et al. Journal of Water and Health, 2021 Feb 1;19(1):79-88.
DOI: 10.2166/wh.2020.171 │ 开放获取
原文链接：https://iwaponline.com/jwh/article/19/1/79/78632/Quantification-of-microplastics-by-count-size-and?guestAccessKey=3a080642-09a8-4677-aa09-335bfe7f311d