【科技前沿】突破技术瓶颈！红外光谱实现体内微塑料无创精确定位

    微塑料——这些直径小于5毫米的塑料颗粒已渗透到地球每一个角落，从深海到高空，甚至通过饮食、呼吸等途径进入人体。尽管其对健康的潜在威胁日益引发关注，但长期以来，科学界始终面临一个关键难题：如何在不破坏组织的前提下，精准检测并定位体内的微塑料颗粒。如今，维也纳医科大学联合多国研究团队的最新成果，为这一困境带来了突破性解决方案。

    技术困局终被打破
    此前，传统检测技术陷入两难：要么像傅里叶变换红外（FTIR）光谱那样无法达到足够的空间分辨率，要么在检测过程中不可避免地破坏组织结构，导致无法后续分析微塑料对组织的影响。尤其是在临床常用的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织样本分析中，微塑料的检测与定位更是难上加难。
    “这一技术瓶颈严重阻碍了我们对微塑料健康危害的深入理解。”研究负责人、维也纳医科大学教授LukasKenner指出，“我们既需要明确微塑料的化学种类，又要知道它们在组织中的精确位置，才能建立其与疾病的关联。”

    OPTIR技术：无创检测的“红外指纹”
    该团队开发的光学光热红外（OPTIR）光谱技术，又称中红外光热（MIP）显微镜，成功攻克了这一难题。其核心原理是利用红外激光局部加热样本，不同类型的塑料（如聚乙烯PE、聚苯乙烯PS、聚对苯二甲酸乙二酯PET）会因化学结构差异产生特征性反应，形成独特的“红外指纹”，再由第二个光源捕捉信号完成识别。
    与传统技术相比，OPTIR具备三大核心优势：首先是非破坏性，检测过程不损伤组织结构，可后续进行组织病理学分析；其次是超高分辨率，空间分辨率和信噪比显著优于FTIR，能精准定位微小颗粒；最后是无标记需求，无需额外标记即可实现化学识别，避免了标记物对样本的干扰。

    从实验室到临床的重大突破
    研究团队通过一系列实验验证了OPTIR的强大性能：在FFPE样本分析中，成功定位了PE、PS和PET三种常见微塑料颗粒，且组织结构完好无损；在人类结肠组织样本中，发现微塑料的分布与炎症区域存在明显空间关联——“炎症变化明显的区域，微塑料颗粒出现频率极高”，Kenner强调这一关键发现。
    更令人振奋的是，该技术在鼠类实验和3D细胞培养中，成功检测到直径仅250纳米的超微小颗粒，远超现有技术的检测极限。配合半自动图像分析与机器学习算法，不仅大幅提升了检测效率，还最大限度减少了人为误差。

    医学研究的里程碑意义
    “这项技术首次实现了微塑料的精确化学识别与组织空间信息保存的双重目标，是医学微塑料研究的里程碑。”Kenner表示。该研究已发表于国际权威期刊《分析化学》。
    这一突破为微塑料研究打开了全新视野：研究人员可直接将微塑料检测与组织学、遗传学评估相结合，深入探索其与慢性病的关联。目前已通过苏木精-伊红（H&E）染色证实，结肠组织中微塑料的存在与炎症反应密切相关，为揭示微塑料暴露与肠道疾病的联系提供了关键证据。
    考虑到PE、PS、PET等塑料广泛存在于食品包装、饮料瓶、塑料袋等日常用品中，且微塑料已被证实可在人体多个器官积累，OPTIR技术的临床应用将为公共健康研究提供重要工具。未来，通过对常规器官组织切片的微塑料分析，有望进一步明确其与心血管疾病、癌症等慢性病的潜在关联。
    “我们的发现不仅解决了技术难题，更让人们意识到微塑料对人体健康的影响可能比想象中更为直接。”Kenner呼吁，“这一技术将推动全球微塑料健康研究进入新阶段，为制定针对性防护策略提供科学依据。”