微塑料即粒径小于5mm的塑料微粒,纳米塑料即环境中微米级别的塑料颗粒进一步分解成的粒径小于1 μm的塑料颗粒。微纳塑料（M-NPs）具有粒径小、质地轻、易转移等特点,在环境中广泛累积和传播,能够引起生物产生机械损伤、生殖缺陷和一系列应激效应等,但决定其毒性的关键因子不明,尚未形成确切的毒性机制。因此,开展M-NPs的毒理学研究尤为必要。本项目以秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis Elegans）为模式生物,建立毒性评价模型,开展聚苯乙烯（PS）微纳塑料的毒性效应研究,验证关键毒性因子,解析其毒性机制。具体包括:设计不同浓度、粒径和表面电荷的微纳塑料矩阵暴露于秀丽隐杆线虫,系统研究PS微纳塑料对线虫的生长发育毒性及在线虫体内分布积累等情况;进一步利用荧光蛋白标记的转基因线虫,共定位分析线虫体内活性氧（ROS）、脂褐素、谷胱甘肽S-转移酶、超氧化物歧化酶等应激反应变化。根据以上研究内容,揭示M-NPs毒性的浓度阈值、粒径依赖性和电荷差异性,阐明M-NPs毒性效应的分子通路,为M-NPs的环境健康和生态风险提供科学依据。主要研究结果包括:不同粒径的PS微纳塑料暴露,对线虫生长发育的抑制程度表现出100 nm＞500 nm＞2000 nm的趋势,说明粒径越小,造成的不良影响越严重。随着不同浓度的PS微纳塑料的暴露,线虫的体长受到显著抑制、产卵数和存活率下降,线虫的寿命缩短,说明PS的毒性作用随着浓度的升高而增加。通过荧光共定位分析发现,PS易于被秀丽隐杆线虫摄入和积累,在线虫体内清晰可见,随着浓度的增加,PS被摄入后在线虫体内分布并逐渐扩散至全身。此外通过监测GFP标记的转基因线虫的氧化应激反应发现,表面带正电荷的PS-NH2相较于带负电荷的PS-COOH,其产生的毒性作用更强。PS-NH2和PS-COOH能够诱导线虫产生过量的ROS和脂褐素;PS-NH2暴露,线虫抗氧化系统被破坏,从而造成线虫氧化损伤效应。