纳米塑料无处不在。这些碎片小到可以在细菌上积累，并被植物根系吸收；它们存在于我们的食物、水和身体中。科学家们并不知道它们对我们健康的影响程度，但伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的食品科学家的新研究表明，某些纳米塑料可能使食源性病原体更加致病。
“其他研究已经评估了纳米塑料与细菌的相互作用，但到目前为止，我们是第一项研究微塑料和纳米塑料对人类致病细菌影响的研究。我们专注于与食源性疾病疫情相关的关键病原体之一——E. coli O157:H7，” 资深研究作者普拉蒂克·班纳杰（Pratik Banerjee），伊利诺伊大学食品科学与人类营养系副教授，以及伊利诺伊扩展专家说；这两个单位都是伊利诺伊大学农业、消费者和环境科学学院的一部分。
班纳杰的团队发现，表面带正电的纳米塑料更有可能对E. coli O157:H7造成生理压力。就像情绪紧张的狗更可能咬人一样，受压的细菌变得更加致病，释放出更多的希贾样毒素，这种化学物质会导致人类生病。
研究人员预计带正电的纳米塑料会影响E. coli，因为细菌表面带负电。为了验证他们的相互吸引假设，他们用聚苯乙烯制作纳米塑料——这就是无处不在的白色外卖盒的材料——并在引入颗粒到E. coli（无论是自由浮动在溶液中还是在生物膜中）之前施加正电、中性或负电荷。
“我们从表面电荷开始。塑料具有极强的吸附化学物质的能力。每种化学物质对表面电荷的影响不同，取决于吸附了多少化学物质以及是什么类型的塑料，”班纳杰说。“我们在这篇论文中没有查看化学物质本身的影响——这是我们下一步要研究的内容——但这是理解塑料的表面电荷如何影响致病E. coli反应的第一步。”
暴露于正电纳米塑料中的细菌以多种方式显示出压力，而不仅仅是通过产生更多希贾样毒素。它们在自由浮动时繁殖所需时间更长，并且聚集成生物膜的速度也更慢。然而，生长最终还是反弹了。
生物膜为细菌细胞提供了一定的保护，因为它们发展出一种细胞外涂层。为了测试这种涂层是否保护免受纳米塑料诱导的压力，研究团队将相对较大的微塑料颗粒浸入细菌汤中，并给E. coli一周或两周的时间进行定殖。然后，他们引入相同带电的纳米塑料。
带正电的颗粒在生物膜结合的E. coli中仍然造成压力——并增强希贾样毒素的产生。
“生物膜是一种非常强大的细菌结构，难以消除。在医疗行业中，它们在导管或植入物上形成，给我们带来了大问题，在食品行业也是如此，”班纳杰说。“我们的一项目标是看看这种常通过食物传播的人类病原体与这些纳米塑料相遇时，生物膜的角度是什么。”
与塑料颗粒的相互作用可能不仅仅是增加E. coli的毒性；其他研究表明，微塑料上的生物膜可能成为抗生素耐药基因转移的热点，使细菌更难管理。班纳杰的团队正在进行研究，以查看抗性基因转移以及主要食源性病原体在食品产品和其他环境（如土壤）中的致病性和传播模式的变化。
班纳杰还与卡尔·R·沃斯基基因组生物学研究所和伊利诺伊大学南亚和中东研究中心有联系。
