电子人体秤

电子显微镜(electron microscope，电镜)是利用电子与物质作用所产生之讯号来监定微区域晶体结构，微细组织，化学成份，化学键结和电子分布情况的电子光学装置，常用的有透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）。　　在实验室中，SEM是一款很常见的仪器。平常，我们经常用它来观察材料、生物物质等的形貌和微观结构，常常会有一些让我们叹为观止的景观。但是你想过我们的人体在电子显微镜下会是什么样子吗？　　据悉，在扫描隧道电子显微镜下观察到的人体微观结构，可以分辨1-5纳米(1纳米相当于10亿分之一米)直径的细节，让人一睹难得一见的身体细节。　　日前，腾讯科技发布了一组利用扫描电子显微镜拍摄的人体微观图，借助SEM的力量将让你开启人体的发现之旅，在这里你将看到从未见到过的景象。　　这里几乎所有的这些照片都来自于扫描电子显微镜(SEM)。借助SEM的力量将让你开启人体的发现之旅，在这里你将看到从未见到过的景象。上图是许多精子试图为卵子授精的近距离照片。　　这张照片中的物体看起来就像肉桂糖果，但它们事实上是人体中最常见的血细胞&mdash &mdash 红血球。这些两面凹的细胞承担着将氧气送往身体各处的任务。　　定期修剪和良好的护理应当不会让你的头发末端出现照片中的这种难看状态。　　在你大脑的千亿神经元中，普肯野神经元是其中最大的。这些细胞是小脑皮层中的运动协调大师。酒精和锂等有毒物、自体免疫系统疾病以及基因突变都能够对人类的普肯神经元产生消极影响。　　这是人耳内毛细胞静纤毛的近视图。这些静纤毛能够探测机械运动对声音振动做出反应。　　在这张照片中，着色的视网膜血管从黑色的视神经盘背景中凸显出来。　　这张色彩强化的照片显示的是舌头上的味蕾。人类舌头上大约有1万个味蕾用于探测酸甜苦辣等味道。　　经常刷牙吧，因为不刷牙在牙齿表面就会形成玉米状斑块。　　这是当那些相同的红血细胞紧密集合成血凝块时的样子。　　这张色彩强化照片展现的是肺内表面的样子。那些空腔就是肺泡，也就是与血液交换气体的地方。　　这张照片中反常的肺癌细胞与之前健康的肺部形成了鲜明的对比。　　小肠内的绒毛增加了肠道的表面积，这就帮助肠道进行食物吸收。近距离观察，你可以看到一些食物粘附在缝隙当中。　　这张是人类卵细胞的色彩强化照片，卵细胞的表面附着着透明带状物&mdash &mdash 糖蛋白，糖蛋白不仅能保护卵细胞，还能够帮助它捕获精子。　　这看起来就像是一个战场，但是它事实上是受精5天后的一颗卵子。这张荧光照片是借助一台共焦显微镜拍摄的。　　生命循环的再一次开始：这是6天大的胚胎开始进入子宫内膜的情景。

近日，环境科学领域的权威刊物Environmental Science and Technology(简称EST)在网络上率先发表了中科院水生生物研究所生态毒理学学科组组博士研究生闻胜等人关于电子垃圾拆解对人体健康影响的文章“Elevated Levels of Urinary 8-Hydroxy-2´ -deoxyguanosine in Male Electrical and Electronic Equipment Dismantling Workers Exposed to High Concentrations of Polychlorinated Dibenzo-p-dioxins and Dibenzofurans, Polybrominated Diphenyl Ethers, and Polychlorinated Biphenyls。 该论文以我国某电子垃圾拆解区为试验点，研究了该地区拆解工人工作环境和人体中典型持久性有机污染物，特别是二恶英、多溴联苯醚和多氯联苯的暴露水平。研究发现，在拆解作业区室内的灰尘与拆解工人头发样品中发现了高浓度的二恶英、多溴联苯醚和多氯联苯；两类样品之间的指纹特征高度相似。表明该地区电子垃圾拆解工人处于严重的二恶英，多溴联苯醚和多氯联苯的暴露中。通过对化合物的指纹特征分析，发现这些污染物主要来源于电子垃圾拆解过程中的无序焚烧。通过测定工人上班前和下班后尿液中DNA氧化损伤的生物标志物(8－羟基脱氧鸟苷，8－OHdG)，发现下班后工人尿中8-羟基脱氧鸟苷是上班前浓度的四倍，并且两组数据之间具有显著性差异(P 0.05)。尤其值得注意的是下班后的尿液中8-羟基脱氧鸟苷的浓度水平甚至和一些前列腺和膀胱癌症患者的水平相当，表明该试验点拆解工人存在相当高的癌症风险。该研究结果为电子垃圾拆解的无序焚烧释放大量有毒持久性有机污染物，及其给当地环境，尤其是对拆解工人健康的危害提供了直接的科学证据。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "微塑料这一概念是在2004发表的一篇Science的文章(Lost at Sea：where is all the plastic)中首次提出。strong微塑料是一种会污染环境的微小颗粒，任何长度小于5毫米的塑料碎片都可以称为微塑料。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "目前微塑料可以分为大致两种，一种是进入环境前就已经小于5毫米的塑料碎片，一般来自清洗衣服后的废水。悉尼大学沿海城市生态影响研究中心发现，每洗一件衣服，就会冲洗掉1900多根纤维。其次是一些大型塑料的碎片污染，包括我们熟知的饮料瓶、渔网、塑料袋等。微塑料会通过各种方式转移到人体中，造成潜在的健康风险。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 497px height: 306px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/de3d9add-ae58-4a8b-b79f-d9d204d8696f.jpg" title="企业微信截图_20200824094021.png" alt="企业微信截图_20200824094021.png" width="497" height="306" border="0" vspace="0"//ppbr//ph1 label="标题居左" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: left margin: 0px 0px 10px "span style="font-size: 24px "微塑料已经入人体/span/h1p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong近日，据外媒报道，来自美国亚利桑那州立大学的一项研究显示，在人体提取的47个组织样本，均发现了塑料颗粒。/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "美国亚利桑那州立大学的查尔斯· 罗尔斯基（Charles Rolsky）表示，strong现在地球上的塑料污染已经几乎无处不在，虽然有证据表明塑料正在进入人体内，还没有人研究这些材料在食用后如何在人体器官中堆积。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong该项研究提取了肺、肝、脾和肾中的47个组织样本，研究小组认为这些器官是最有可能遇到微塑料的器官。利用计算机编程、拉曼光谱和质谱的结合，能够从组织样本中识别和提取塑料，并生成颗粒计数数据、以及碎片的质量和表面积。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "利用这项技术，研究小组检测出数十种不同的塑料，包括聚乙烯、聚碳酸酯以及双酚A（BPA）。而所有的组织样本中都有双酚A，它曾经从矿泉水瓶、医疗器械到及食品包装的内里，可谓是无处不在，但由于潜在的健康危险引发了争议。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "去年，世卫组织的的一项研究报告显示，人体不太可能吸收大于150微米的微塑料，估计对较小颗粒的吸收也有限。极小的微塑料颗粒的吸收和分布可能较高，但这方面的数据极其有限。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong研究人员表示，虽然目前我们还不清楚这些微塑料会对人体带来什么影响，但是这项技术将有助于发现人体内的塑料并进行更深一步的研究，以揭示塑料污染对人体健康带来的危害。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongbr//strong/ph1 label="标题居左" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: left margin: 0px 0px 10px "span style="font-size: 24px "strong我国微塑料污染现状/strong/span/h1p style="text-align: justify text-indent: 2em "strong2019年，在我国发布的首部《中国海洋生态环境状况公报》中/strong，披露了我国海洋的污染情况和程度，其中包含针对渤海、黄海和南海海域，开展了4个断面的海面漂浮微塑料的监测工作，主要监测指标为平均密度、主要物质分类以及主要成分。此次strong检测到的微塑料平均密度为0.40-1.09个/立方米，主要为碎片、纤维和线，成分主要为聚丙烯、聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯，可见我国海洋微塑料污染已逐渐严重。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong今年，发改委和环境部联合发布《国家发展改革委 生态环境部关于进一步加强塑料污染治理的意见》/strong/span，其中指出：开展不同类型塑料制品全生命周期环境风险研究评价。span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong加强江河湖海塑料垃圾及微塑料污染机理、监测、防治技术和政策等研究，开展生态环境影响与人体健康风险评估。/strong/spanstrong可见，国内已开始逐渐重视微塑料污染，微塑料及人体健康的相关研究，或将成为下一个热点。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong我国近几年对微塑料的研究也逐渐增多，但在研究中遇到诸多瓶颈及亟待解决的问题。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/e8ce0aa5-0b79-46d6-bfe7-6055f65bac6a.jpg" title="12452a35-9722-4544-aa3a-17b8ebc1579b.jpg" alt="12452a35-9722-4544-aa3a-17b8ebc1579b.jpg"//ppbr//ph1 label="标题居左" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: left margin: 0px 0px 10px "span style="font-size: 24px "strong微塑料解决方案提供仪器企业/strong/span/h1p style="text-align: justify text-indent: 2em "strong在诸多仪器厂商中，目前赛默飞、安捷伦、珀金埃尔默、岛津、雷尼绍等均针对微塑料检测提供了仪器测试方法和解决方案。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong1.赛默飞/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "对于微塑料的粒径大小、形状、腐蚀程度、颜色等物理形貌分析常用的方法主要是显微法和目检法。对于化学成分分析，目前常用的方法主要是显微红外法和SEM-EDX法。赛默飞显微红外光谱仪可以高效快捷的实现水体中微塑料的定性，给出区域微塑料成分含量的参考结果；SEM-EDX可对样品表明进行直接观测和分析；而拉曼光谱作为另一种重要的分子光谱技术，具有非接触、无惧水等特点，在微塑料的成分定性和颗粒统计中同样发挥着一定作用。与显微红外相比，显微拉曼在微小的塑料粒子或纤维片段分析中具有更高的空间分辨，且无需挑出样品，不受水分干扰。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong2.安捷伦/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "微塑料分析通常仅报告其颗粒数量。然而，塑料的易碎性使其在后续过程中很容易分解为许多尺寸更小的颗粒，因而这种方法在本质上存在缺陷且不准确。因此，报告中也应该包含颗粒的尺寸，在评估微塑料毒理学影响时，尺寸和丰度都应考虑在内。应该注意的是，微塑料对环境和健康的潜在影响随着颗粒尺寸的减小而增加。尺寸测量通常仅报告颗粒的最长尺寸而忽略了其形状，使长颗粒往往被认为与球形或其他形状的颗粒相同。为了实现更全面的了解，塑料的定量分析应该作为一个三维问题考虑：尺寸 × 形状 × 材料。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "安捷伦激光红外成像系统、傅里叶变换红外光谱仪均可对微塑料进行检测。其中，激光红外成像系统可测试5cm*5cm区域超过1000个微塑料颗粒，测试完成仅需2个小时，扫描结束后即得到测试结果，包括每个颗粒定性结果，尺寸、面积、重量等信息，并同时自动获得海量统计结果，包括不同尺寸、不同种类的塑料颗粒的个数、粒径分布，以及含量%等信息。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong3.珀金埃尔默/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "要对海洋中的微塑料进行管控，第一步是要对这些微塑料的成分和含量进行检测，从而对污染的严重性和主要来源进行评判，对下一步的治理提供依据。PerkinElmer红外光谱及红外显微成像系统可为检测过程提供有力的支持。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "红外光谱仪已经广泛用于鉴别大尺寸的高分子材料，对于较大的塑料样品可以选择不怕潮可电池供电的珀金埃尔默红外光谱仪放到船上做快速塑料的鉴别 而对于肉眼无法识别的微小的塑料颗粒，就需要选择红外显微镜成像系统用于这些微塑料的检测和鉴别。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "珀金埃尔默常规红外ATR方法可直接快速测试肉眼可见的大尺寸微塑料，对于肉眼不可见的小尺寸微塑料可采用珀金埃尔默Spotlight+ATR成像附件进行测试。珀金埃尔默实现了微塑料的原位测试，测试最小尺寸可达1.56um。原位ATR成像技术分析的微塑料尺寸更小、速度更快、操作更简单而且还不会丢失微塑料样品。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "除此以外，傅里叶化学成像/显微技术可分析微塑料化学成分及空间分布等信息 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "功率补偿型DSC的HyperDSC技术可辅助红外显微/成像进行塑料单微粒结构定性，可对复合微塑料半定量研究 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "逸出气体联用技术全模块均可用于研究微塑料的成分定性/半定量及降解机理等信息 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "LCMSMS串级质谱技术不仅可以用于定量塑料含量，还可以测定微塑料内部增塑剂等环境激素的含量，便于开展环境毒理学工作 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "ICPMS单细胞直接进样技术，可用于研究微塑料负载重金属对于单个细胞毒理学的研究工作 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "TGA-ICP联用技术可评价焚化过程产品微塑料/重金属的结合过程研究 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "TGA-GCMS联用技术可以用研究微塑料对持久性有机污染物环境迁移的输运机理等。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong4.岛津/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（1）红外显微镜/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "傅里叶变换-红外光谱分析法(FTIR)是目前最常用的化学组分鉴定方法。岛津红外显微镜可实现对微塑料的观察、定义测量位置、测量、鉴别结果，全部操作都能自动执行，并提供高灵敏度结果。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（2）热分析-红外联用系统(TG-FTIR)/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "岛津热分析-红外联用仪，可以将TGA过程产生的气体通过可加热管线引入到红外光谱仪中,分析聚合物等材料热裂解过程产生的气体成分,从而得到聚合物的组成，更好的对热重结果进行分析；和红外联用，实现材料的定性及定量分析。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（3）能量色散型X射线荧光光谱仪/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "岛津能量色散型X射线荧光分析仪，采用新型硅漂移检测器(SDD)，具有高灵敏度、高分辨率的优点，能够进行快速无损定性-定量分析，方便快捷，无须化学前处理。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "通过EDX能量色散型X射线荧光光谱仪对微塑料的定性和定量分析，就可初步知道该微塑料可能的材质塑料(也可进一步使用PY-GCMS有机化合物快速筛查系统进行塑胶材质的确认)，同时可以确认该微塑料中的有害元素。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（4）热裂解-气相色谱质谱联用系统(PY-GCMS)/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "热裂解-气相色谱质谱联用技术(PY-GCMS)可以用来鉴定微塑料类型。PY-GCMS是通过不断升高样品池温度，使得高聚物在特定温度发生裂解，释放短链小分子单体，再进入GCMS检测，从而推断高聚物类型的一种方法，同时可鉴定聚合物及添加剂。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "POPs、全氟类化合物、多环芳烃、农药等有机污染物易富集在微塑料表面，岛津全面的色谱质谱分析手段，亦可提供全面的毒理效应研究方案。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（5）电子探针/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "岛津电子探针可实现微塑料表面的元素及形貌分析研究。通过电子探针分析微塑料表面，在检测出K、Na、Ca、Mg、Al的同时，还可检测Cl、S、Cr和Fe等元素。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong5.雷尼绍/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "传统的实验室技术，如气相色谱/质谱(GC-MS)，可以量化塑料量，但不提供有关颗粒大小或数量的信息，这两种方法预计同等重要。红外显微镜可以做到这两点，但不适合分析非常小的颗粒，也受到颗粒形态的挑战。雷尼绍针对微塑料提供了其共焦拉曼显微镜作为检测手段。雷尼绍共焦拉曼显微镜可自动定位粒子并确定它们的大小和统计，然后产生颗粒的拉曼图，使用高度跟踪保持良好的焦点，并使用高级光谱分析来识别塑料和无机物，其结果是关于颗粒的数量、大小、形状和化学组成的全面数据。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在英国广播公司(BBC)《食物:真相还是恐惧》节目中，雷尼绍共焦拉曼光谱仪被格拉斯哥大学(University of Glasgow) 用于鱼类中的微塑料研究。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong6.布鲁克/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "分析微塑料颗粒(MPP)有许多方法，如采用不同的光谱技术以达到不同的分析要求。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "红外显微镜是MPP分析的主要技术。它可以对微颗粒进行化学鉴定，并且非常易于使用。在MPP分析中，拉曼显微镜虽然不如红外显微镜常用，但它具有的独特优势，如可通过透明材料测量，比红外显微镜更高的空间分辨率等，使得拉曼显微镜适用于分析非常小的颗粒。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "Alfred Wegener 研究所(AWI)作为亥姆霍兹极地和海洋研究中心，选择了具有焦平面阵列(FPA)检测器的布鲁克红外显微镜作为MPP表征的解决方案。他们近期发表在《科学进展》的研究中采用了具有FPA检测器的红外显微镜，在北极积雪中检测出大量的微塑料颗粒。FPA检测器实现了在单次扫描中以最佳光谱分辨率收集大量的光谱数据。这项技术具有自动化分析，高精确度，极其快速，将人为错误降至最低等优点。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "布鲁克提供红外，FPA和拉曼的全套解决方案，实现了对微塑料的观察、测量和鉴别。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//ph1 label="标题居左" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: left margin: 0px 0px 10px "span style="font-size: 24px "延伸阅读：/span/h1p style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190529/486131.shtml" target="_blank"strongspan style="color: rgb(84, 141, 212) "首部《中国海洋生态环境状况公报》发布 含海洋微塑料监测情况/span/strong/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a 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