Estimation of contamination level in microplastic-exposed crayfish by laser confocal micro-Raman imaging
激光共聚焦显微拉曼成像估计暴露于微塑性中小龙虾的污染水平
Abstract：
Crayfish is one of the most important freshwater aquaculture species in China. The potential risks of crayfish consumption caused by environmental microplastic pollution have attracted much attention. In this study, a total of 72 crayfish samples were exposed to the microplastic concentrations of 1 mg/L, 3 mg/L, and 9 mg/L for 7, 14, and 28 days, and microplastic contamination levels in crayfish were then explored by laser confocal micro-Raman (LCM-Raman) imaging and scanning electron microscope (SEM). LCM-Raman imaging showed better performance in microplastics identification. Besides, the average percentage of the contaminated area in visualized LCM-Raman images was used to quantitatively assess contamination levels. Following 28 days of exposure to 9 mg/L microplastics, microplastic accumulation reached about 13000 particles per crayfish. The results confirmed that LCM-Raman imaging combined with image processing technology could be used to construct a high-performance analytical strategy for the assessment of microplastic contamination in crayfish.
中文摘要：
小龙虾是我国最重要的淡水养殖品种之一。环境微塑性污染对小龙虾消费的潜在风险已引起广泛关注。在本研究中，共有72个小龙虾样品暴露于1 mg/L、3 mg/L和9 mg/L的微塑性浓度下7、14和28天，然后通过激光共焦显微拉曼（LCM-Raman）成像和扫描电子显微镜（SEM）研究小龙虾中的微塑污染水平。LCM拉曼成像在微塑性材料识别中表现出更好的性能。此外，利用LCM拉曼图像中污染区域的平均百分比定量评估污染程度。在暴露于9 mg/L微塑性物质28天后，每只小龙虾的微塑性积累达到约13000个。结果表明，LCM拉曼成像与图像处理技术相结合，可用于构建一种用于评估小龙虾微塑性污染的高性能分析策略。
论文简介：
塑料为现代人类生活提供了极大的便利，但安全问题不容忽视。众所周知，微塑性可能是当今土壤和水系统中数量最多的塑料碎片，饲养环境中积累的微塑料通过摄食和呼吸行为进入水生生物，这可能对单个水生生物造成损害，例如引起炎症、应激反应、生殖和发育毒性，并改变肠道微生物组成和功能。更令人担忧的是，当这些水生生物被用作食物来源时，可能会对食物链产生负面影响。
拉曼光谱具有较小的激光束直径，更适合准确识别微小的微塑性颗粒。激光共聚焦显微拉曼光谱提供了高精度的空间分辨率，并能够分析较小的微塑料。结合图像处理方法，用于视觉识别和定量估计生物样本中累积的微塑料。
论文报道了使用LCM拉曼成像结合图像处理方法识别和定量估计小龙虾的微塑性污染水平，为微塑料的定性定量提供了检测新策略。
武汉轻工大学食品学院硕士研究生肖晓枫为该论文第一作者，武汉轻工大学食品学院副教授王加华、特聘教授皮付伟为该论文通讯作者。该研究得到了湖北省农产品加工重点实验室（2020JYBQGDKFB07和2020JYBQGDKFB11）的支持。
作者简介：
王加华：博士，副教授，硕士研究生导师，入选湖北省人才计划。主要从农产品品质无损检测与食品信息技术领域研究。兼任中国仪器仪表学会近红外分会理事，北京理化分析测试技术学会食品营养安全光谱分析专委会副主任委员。主持完成国家自然科学基金1项，河南省科技厅科技攻关1项，参与完成国家自然科学基金4 项，省部级科研项目4项。发表学术论文30余篇（SCI/EI收录），主编本科教材1部，参编专著2部，参编教材2部。
皮付伟：博士，江南大学教授/博导，武汉轻工大学特聘教授，入选国家级人才计划。主要从事食品安全与质量控制、纳米科技检测等食品安全检测和危害物控制交叉领域研究。主持完成国家自然科学基金、国家重点研发计划子任务、江苏省自然科学基金等科研项目7项。发表学术论文40余篇（SCI/EI收录），获授权发明专利6项。
肖晓枫：武汉轻工大学食品学院2020级学术型硕士研究生，专业为食品科学与工程，目前以第一作者在《Food Chemistry》期刊发表论文1篇。
论文原文：
