以科技之力,破解微塑料之秘:FT-IR显微成像分析

2024-03-08 12:31:59, 珀金埃尔默 珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司


究竟何为微塑料污染?

身处塑料时代的我们,对微塑料这一环境问题是否有所了解?它们大量存在于空气、土壤和水中,成为全球性的污染难题。今天,就让我们一起通过FT-IR显微成像分析,揭开微塑料污染的神秘面纱!

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FT-IR显微成像分析简介

FT-IR和FT-IR显微镜被用作检测和鉴定各种环境和各种样品基质中的微塑料的标准方法。本文介绍了为多个实验室研究开发的标准试样的FT-IR显微镜分析。

△图1. PerkinElmer Spotlight 400 FT-IR

显微成像系统

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样品制备与实验过程

在实验中,测试药片由挪威水研究所(NIVA) 提供。将药片在纯水中溶解后,利用适当的过滤膜将微塑料与水溶液分离。然后使用Spotlight 400的IR显微镜对过滤膜上的微塑料进行成像分析,记录整个过滤膜的可见光图像测量结果,然后使用MCT阵列检测器进行IR成像透射测量。

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微塑料的种类与分布

通过观察平均吸光度图像中的颗粒光谱,发现了四种主要的聚合物类型,分别为聚乙烯 (PE) 、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯 (PVC) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

△图2 混合评分图不同颜色代表不同的聚合物类型

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数据处理与结果解读

红外图像是基于近27万个光谱的采集结果。人工数据处理进行单个化学物质的搜索需要花费长达好几个小时的时间。然而,利用成像软件数据处理程序则可快速提取信息。此外,光谱图像软件中的“Show Structure”命令可以通过主成分分析(PCA)来提取所收集数据中存在的不同化学类型的信息。

△表1 分析中检测到的颗粒总结

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总结与启示 

本研究中使用的加标试样为创建微塑料分析的标准试样提供了一种有效的测试方法,并且适用于一系列不同的分析技术。

红外显微成像已被证明是一种极好的分析技术,可用于检测和鉴定未知样品中存在的微塑料,并可通过适当的样品富集和净化应用于更大范围的含有微塑料的样品。

先进的数据分析技术简化并加快了数据的广泛处理,可以轻松检测和识别不同的聚合物类型。通过使用Spectrum Image软件中的处理流程或者将数据与第三方微塑料分析软件(如siMPle4) 直接兼容即可完成数据处理。

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