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近两年，“微纳米塑料是否已经进入人脑”成为环境健康领域最受关注、也最具争议的话题之一。此前一项发表在Nature Medicine的研究报告称，在尸检来源的人脑组织中检测到了较高水平的微纳米塑料（MNPs），其中 2024 年脑组织样本的总塑料浓度中位数达到4,917 µg/g，并且以聚乙烯（PE）为主。这一结果迅速引发公众关注。
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然而，这一发现并没有就此成为定论，反而引发了检测方法学层面的激烈讨论。
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目前，许多人体组织中微纳米塑料检测研究依赖裂解气相色谱-质谱技术（Py-GC/MS）。该方法通过高温裂解样品，再根据裂解产物推断聚合物类型和含量。但问题在于，脑组织本身富含脂质，而脂质、胆固醇、脂肪酸等生物大分子在热裂解过程中也可能产生与塑料类似的烃类碎片信号，从而导致结果被显著高估。
因此，围绕“人脑中是否存在大量微纳米塑料”的争论，本质上并不是一个简单的有或没有的问题，而是一个更基础、更关键的方法学问题：在复杂人体组织中，如何建立可靠、可重复、可定量的微纳米塑料检测流程？只有解决样品前处理、污染控制、聚合物特异性识别和多技术交叉验证等问题，我们才能真正回答微纳米塑料是否进入大脑、进入多少、以什么形态存在，以及它们是否可能影响神经健康。
近期，北京天坛医院的研究团队发表在Nature Health上，为题Microplastics and nanoplastics in brain tumours and the healthy human brain的研究，使用激光直接红外光谱 (LDIR)、裂解气相色谱-质谱仪 (Py-GC/MS)、光学光热红外光谱 (O-PTIR) 和扫描电子显微镜 (SEM) 对 MNPs 进行了详细的表征，他们的发现提供了MNPs在人脑中浓度和分布的证据。最重要的是，该团队通过严格的质控，和实验证明，规避了MNPs检测结果假阳性的问题。我们在该文章的同行评议文件中找到了细致的答案。
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在以往利用Py-GC/MS分析生物样品的研究中，很难区分来自内源生物分子的热解产物和来自塑料聚合物的热解产物，经常导致假阳性信号。为了最大限度地减少这种干扰，研究者们优化了热解前的样品前处理方案，以减少基质衍生的伪影的可能性。
将单个组织样本平均分成两部分，并在60 ℃下干燥至恒重。其中一部分直接进行Py-GC/MS分析。在13.19 min处检测到一个明显的脂类热解峰，对应于硬脂酸烯丙酯。
Py-GC/MS法测定未经处理的组织样品的总离子色谱图
第二部分在60 ℃乙醇中进行10 分钟的热预处理。将上清液丢弃，重复该过程多次，直到将一滴最终乙醇溶液放置在玻璃片上时，没有观察到可见的油性残留物。然后样品在60℃下再次干燥至恒重，并进行Py-GC/MS。值得注意的是，13.19 分钟的特征脂峰不再被检测到，这表明热乙醇预处理有效地减少了脂类的干扰。
60 ℃ 乙醇洗涤组织的总离子色谱图 (Py-GC/MS)
在Py-GC/MS的总离子色谱图中，PE和脂质呈现出不同的峰形和趋势。PE热解通常产生由烷烃、烯烃和具有不同碳氢链长度的二烯组成的三联体。低碳链碎片通常呈现三个峰的特征簇，热解可生成包括C18及以上的长链烷烃。相比之下，脂类光谱在低碳区域缺乏典型的三线团，预计与PE相比，它由较短的链长组成。此外，脂类预计不会分解成较长链的碳氢化合物。但随着裂解产物链长的增加，检测灵敏度降低。C21热解产物的检出限约为短链产物的10 倍，是定性鉴定的有用辅助离子。
PE与脂类的Py-GC/MS和FTIR光谱比较
在组织样品前处理过程中，首先通过在60 ℃的乙醇中加热样品10 分钟来进行基于乙醇的热洗。丢弃乙醇溶液，重复这一过程，直到当一滴最终洗涤液放在玻璃片上时没有观察到可见的油性残留物。这一步骤去除了组织中的脂类。然后用目标MNPs的良好溶剂提取样品，然后进行Py-GC/MS分析。例如，在患者PID863的顶叶样本中，结果显示C10单烯和烷烃的特征峰在6.17 分钟，以及C21峰在13.3 分钟，证实样品中存在PE。
脑组织中生物大分子的降解产物不影响LDIR或Py-GC/MS检测MNPs的结果
LDIR(左)和相应的FTIR(右)光谱交叉验证微塑性组分。
具体实验步骤为：取1g组织样品，干燥后，取一部分组织进行红外检测。
生物基质消化前的FTIR光谱及匹配结果
红外光谱和消解前的匹配结果表明，样品中的主要成分是蛋白质。剩余样品用无水乙醇多次洗涤后，加入3 倍样品体积的浓硝酸 (68%)，在室温下消化约24 小时，观察消化液的状态。
生物基质消化后的结果
消解后的样品太干净，剩余的基质质量已不足以进行红外检测。
Py-GC/MS提供了回收样品的质谱图，表明特征离子峰不受干扰。
从Py-GC/MS回收的样品的总离子色谱图以及11个MNPs特征离子峰的提取离子色谱图和质谱图表明，特征离子峰没有受到干扰。
Py-GC/MS回收样品的总离子色谱图
研究团队使用O-PTIR验证LDIR方法的准确性。首先，随机选择了18个LDIR匹配度大于0.80 的塑料颗粒，并根据阈值0.85 (0.80-0.85，n=10; ＞0.85，n=8)。将它们分成两类，使用O-PTIR进行定性验证。最终结果显示两组的准确率分别为90% (9/10)和87.5% (7/8)。这表明选择大于 0.80的匹配度进行LDIR检测是可靠的。
LDIR和O-PTIR在不同匹配程度下的光谱识别结果比较 (左栏：0.80-0.85；右栏：0.85)
考虑到不同的检测方法，该研究的目的不是比较 LDIR 和 O-PTIR 的准确性，而是证明常用的LDIR方法在塑料定性研究中的可靠性。对于两种方法的结果不匹配，研究者们认为，当塑料由多种聚合物组成或含有表面掺杂的增塑剂时，每种方法捕获的光谱目标可能不同，从而导致不同的光谱结果。这是当前光谱鉴定技术中的一个常见问题。
手套污染问题
研究团队在手术过程中使用的手套是无菌乳胶外科手套，主要由天然橡胶乳胶组成。对手套材料进行了光谱和质谱定性表征，结果显示该不含 PA或 PVC 成分，在手术过程中使用的手套不会造成塑料颗粒脱落的风险。
采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和Py-GC/MS进行手套测试
空气暴露可能的假阳性问题
使用手术时间作为手术野暴露在环境空气中的时间长度的实用指标，然后研究其与肿瘤MP丰度的关系。Spearman相关分析和多变量Logistic回归分析均未显示显著相关性。这些发现表明，暴露在手术室空气中不太可能对本研究中的组织水平测量产生实质性影响。
脑肿瘤中术中输液量 (a)、手术时间(b) 和MP丰度之间的关系
“尽管上述结果是否定的，但研究者们必须承认这样一个客观事实，即通过静脉输液引入一定量的塑料颗粒可能会通过血液到达脑组织”。
硝酸消化的稳定性试验
研究团队使用FTIR验证了聚合物材料在硝酸消化前后的红外光谱的稳定性。结果表明，PE、PP、PS、PMMA、PET、PC 和 PVC 等塑料颗粒在室温下在 68%的硝酸中浸泡48小时，然后在110 ℃下反应3 小时，其FTIR光谱没有明显变化。这表明上述反应条件不影响本研究中MNPs的定性结果。然而，发现PA在硝酸溶液中部分溶解，尽管没有发生严重的化学腐蚀或其他反应。目前，还没有更好的前处理方法来区分生物样品中的MNPs。
硝酸消解前后PE的红外对比光谱（上图：消化前；下图：消化后）
硝酸消解前后PVC的红外对比光谱（上图：消化前；下图：消化后）
硝酸消解前后PA的红外对比光谱（上图：消化前；下图：消化后）
该研究不仅通过较为全面的检测手段和严格质控，提高了复杂生物基质中微纳米塑料检测结果的可信度，还再次提示脑内微纳米塑料研究的必要性。
未来仍需结合方法学优化、暴露评估和毒理机制研究，进一步明确人体内微纳米塑料的健康意义，为维护人体健康和生命安全提供更科学的依据。
声明：本文内容仅用于科普与信息交流，不构成任何医疗、诊断或用药建议，不可替代专业医生的个体化判断。文中涉及的研究多为观察性数据/动物实验/早期研究，结论仍需更多临床试验验证。如需就诊或用药，请咨询专业医疗机构与专业医师。
Li, R., Lin, F., Zhao, X. et al. Microplastics and nanoplastics in brain tumours and the healthy human brain. Nat. Health (2026). https://doi.org/10.1038/s44360-026-00091-4
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