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微塑料是指粒径小于5 mm的塑料碎片,具有体积小、比表面积大的特点,作为一种新型污染物已经被广泛关注,其表面极易吸附周围环境中的污染物,如:重金属、持久性污染物、抗生素等。抗生素作为环境污染物也备受重视,迄止目前,微塑料与抗生素复合物对人体健康危害尚不清楚,在微塑料吸附抗生素后经食物链传递作用,进入人体,危害人体健康。本课题研究聚苯乙烯微塑料与四环素的吸附动力学及其复合物对人胃癌(AGS)细胞的损伤机制,为微塑料复合抗生素后对人体健康影响提供理论依据。主要研究内容及结果:(1)不同尺寸聚苯乙烯(PS)微纳米塑料的合成。采用乳液聚合法聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)和聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs),通过调整苯乙烯单体和引发剂AIBA的配比,合成不同尺寸PS-MPs和PS-NPs并使用SEM表征,实验结果表明在55℃,苯乙烯单体配比为10%,AIBA配比0.3%时合成500 nm PS-MPs;在90℃,苯乙烯单体配比为1%,AIBA配比为0.0005%时合成60 nm PS-NPs。(2)PS-MPs和PS-NPs吸附四环素(TC)的动力学研究。确定标准曲线在TC浓度范围为0.5-50 mg/L线性良好。对吸附动力学研究,表明PS-MPs和PS-NPs对不同浓度的TC吸附在360 min达到吸附平衡,PS-MPs和PS-NPs最大吸附量分别为23.573 mg/g和28.980 mg/g。60 nm PS-NPs对TC浓度变化1、5、10、50、100 mg/L吸附量有正比关系,且比500 nm PS-MPs对TC浓度变化1、5、10、50、100 mg/L吸附量的正相关性强,吸附过程符合伪一模型。(3)PS-MPs和PS-NPs对AGS细胞损伤机理研究。通过MTT法测定PS-MPs和PS-NPs对细胞活力影响,结果表明PS-MPs和PS-NPs暴露组降低细胞活力;使用DCFH-DA探针检测胞内ROS,与500 nm PS-MPs相比,600mg/L的60 nm PS-NPs诱发细胞ROS产生量明显增加;JC-1探针测线粒体膜电位结果表明60 nm PS-NPs,500 nm PS-MPs使膜电位降低;彗星实验表明60 nm PS-NPs和PS-TC NPs,500 nm PS-MPs和PS-TC MPs可对细胞DNA破坏,并且与500 nm PS-MP相比,60 nm PS-NP造成显著的DNA断裂;而且,PS-MPs和PS-NPs均可以使细胞凋亡蛋白bax和bcl-2的过量表达,影响Akt-m TOR信号通路中关键蛋白表达,促进细胞凋亡。综上,本研究使用乳液聚合法合成了500 nm PS-MPs和60 nm PS-NPs;PS-MPs和PS-NPs对TC吸附量与TC浓度正相关,吸附模型拟合结果表明吸附TC动力学过程符合伪一阶模型;PS-MPs和PS-NPs对细胞损伤结果为诱导ROS产生、DNA断裂、线粒体膜电位下降、凋亡蛋白表达并激活Akt-m TOR信号通路;与TC复合的PS-MPs和PS-NPs对AGS细胞毒性的所有实验均大于只有PS-MPs和PS-NPs暴露组。本研究证实了60 nm PS-NPs比500 nm PS-MPs对细胞毒性更大。