2020年6月1日，环境科学一区期刊《Environmental Pollution》在线发表了生物医学工程学院熊丽琴副教授研究团队的最新研究成果：“Toxicity, uptake and transport mechanisms of dual-modal polymer dots in penny grass (Hydrocotyle vulgaris L.)”

随着人们对于塑料制品的使用量日趋增加，“白色污染”也日趋严峻化。很多塑料制品在水环境中经过长期的阳光照射，机械磨碎和环境腐蚀会分解成纳米尺度的“微型塑料”。然而这些微型塑料却无法进一步完全降解，会对水生环境尤其水生植物造成一定的影响。因此探究其对于植物的毒性以及在植物内部的摄取和运输机制是一个很重要的科学问题。该研究利用了一种具有双模态成像功能的共轭聚合物纳米探针来模拟水中的塑料分解物，并通过荧光和光声成像将其在植物体内的摄取和运输过程可视化地记录下来，为后期的治理工作提供了理论基础。

该研究设计的这类共轭聚合物纳米探针具有合成过程简单，荧光性能稳定，外层配体可调节等优良性能，可以广泛模拟水环境中具有不同物化性质的塑料分解物。将植物培养在含有共轭聚合物纳米探针的水环境中，不同时间检测植物生理、生化参数的变化情况。发现十天时，各个参数出现显著性变化，产生毒性。随后，通过共聚焦荧光显微镜成像观察到不同性质的纳米在茎、叶中的分布有明显差异。经过48小时的活体荧光成像，发现氨基修饰的纳米探针在茎的纵向运输中出现先向上后向下的动态过程，而羧基修饰的纳米探针却未出现该现象。值得注意的是，该研究中将光声成像应用于植物领域尚属首次被报道。通过非侵入性光声断层扫描成像，获得了植物体内外源性物质的运输信息，这为植物领域的相关研究提供了新的影像学手段和技术。

图一为共轭聚合物纳米探针在植物内的光声成像，图二图三为共聚焦荧光显微成像。

博士生李婧茹为本研究论文的第一作者，熊丽琴副教授为论文的通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划（2016YFC1303100），国家自然科学基金项目(81974273; 81671737; 81301261; 21374059)的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114877

熊丽琴为上海交通大学长聘教轨副教授，博士生导师。长期从事荧光共轭聚合物纳米探针的研究工作，主要研究方向为：肿瘤分子影像，淋巴系统功能成像，棕色脂肪成像等。