检测塑料微粒颗粒

小塑料丢弃在环境中到处都是。微小颗粒,直径小于5毫米,也可以吸收和运输污染物和毒素。“我们迫切需要分析技术来了解大小、浓度和组成这些粒子,”博士说纳塔莉亚Ivleva在慕尼黑工业大学分析化学和水化学的椅子。和她的团队一起,科学家开发了一种新工艺。

能够检测塑料微粒粒子,研究人员有几个障碍需要克服:第一个是低浓度的问题。河的水,例如,包含大量的悬浮物和细沙,用塑料占不到1%的粒子。这些粒子浓度前必须首先被孤立,最终他们的化学成分决定。先前的方法依赖于分析样品加热时释放的残留物。用这样一种方式,但是,它是不可能确定数量,大小和形状的塑料粒子。

塑料可以确定通过光散射

“我们的方法是完全不同的,”Ivleva博士说:“这是particle-based。这意味着,而不是破坏粒子,我们直接进行分析。“要做到这一点,研究人员使用一种方法称为拉曼显微镜。它的工作原理是使用一个单色激光源到一个样本和检测光散射的分子。比较对激光的散射光在物质在调查中提供信息来源。分析塑料粒子直径大于1µm(微米),他们必须先过滤掉的水溶液,在显微镜下发现,然后用激光照亮。因为塑料如聚乙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯散射光子在特性方面,他们每个人都产生信号指纹一样独特。

自动化代替手工测量

年才开发跟踪过程:“当我们开始,我们仍然必须手动测量,“化学家回忆说。“我们花了几个月的调查几千粒子。“与此同时,团队成功地自动化塑料微粒的检测。一个分析不再需要几周,但只有一个小时的问题。虽然微小粒子仍需要过滤掉的水溶液,其次是放置过滤器根据拉曼显微分光镜,剩下的所有步骤进行软件开发的团队。塑料粒子第一局部光学显微镜,拍摄和测量,从纤维粒子是有区别的。软件使用这些数据来计算粒子和纤维的数量和选择所需的图像部分统计上显著的结果在随后的拉曼光谱。

在下一步中,激光定向到样本和散射检测和分析。这允许快速和可靠的分析数字,塑料微粒的大小、形状和成分。开源TUM-Particle印刷机2软件目前提供给世界各地的研究人员。

Nanoplastics需要特殊检测流程

研究纳米粒子的直径小于1µm,然而,Ivleva博士的研究小组已经在修改的过程。像这样的“纳米颗粒在光学显微镜下困难甚至无法察觉。检测它们,我们必须首先进行大小分离识别它们,”研究员解释道。

为了这个目的,一个场流分离(FFF)系统使用。这将创建一个水流捕获粒子——根据它们的大小,然后将它们分开运送它们以不同的速度。专门研制的设备,结合拉曼光谱,允许nanoplastics的化学表征不同类型。

“新的分析过程允许快速和精确的调查集中,规模和组成微nanoplastics,“Ivleva博士总结。“这将现在可以研究这些粒子的影响对环境和人类健康。”

参考:Elsner雅各阿,Ramirez-Pinero A, M, Ivleva NP。TUM-ParticleTyper 2:自动定量分析(塑料微粒)粒子和纤维1 $ $ {\ upmu} $ $ m×拉曼显微镜。肛门Bioanal化学。2023年。doi:10.1007 / s00216 - 023 - 04712 - 9

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