Rapid, Large-Area, On-Filter Analysis of Microplastics from Plastic Bottles Using Laser Direct Infrared Imaging

Význam tématu

Rostoucí množství plastového odpadu a jeho rozpad do mikročástic představuje významné riziko pro životní prostředí i lidské zdraví. Rychlá a přesná identifikace mikroplastů v přírodních vzorcích je klíčová pro hodnocení expozice, sledování znečištění a navrhování opatření ke snížení jejich dopadů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit možnost přímé analýzy mikroplastů z PET lahví zachycených na zlatě potažených filtračních membránách pomocí systému Agilent 8700 LDIR. Autoři porovnali rychlost, přesnost a uživatelskou nenáročnost metody s tradičními FTIR a Raman technikami.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorku byla část PET lahve mechanicky rozdrcena na prášek, suspendována v etanolu, následně ředěna v deionizované vodě a filtrací zachycena na sterilních membránách s jemností 0,8 µm. Pro filtraci byl použit skleněný fritový podstavec a vakuové čerpadlo s regulací tlaku. Filtry byly následně přilepeny na podložní sklíčka pomocí oboustranné lepící pásky. Analýzu provedl systém Agilent 8700 LDIR se zdrojem QCL v oboru 1 800–900 cm–1 řízený softwarem Clarity. Použita byla uživatelsky vytvořená spektrální knihovna plastů a polymerů a nastavení metody zahrnovalo automatické pozadí, rychlost skenu a vyhodnocení částic.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila detekci 978 objektů o velikosti 20 až 478 µm. Z nich bylo 88 % identifikováno jako PET s vysokou kvalitou shody HQI nad 0,8, 9 % částic zůstalo neidentifikováno a 1 % bylo klasifikováno jako celulóza. Spektrální odezva na zlatém povrchu vykazovala vysoký kontrast i ostré snímky při viditelné i infračervené analýze. Celková doba měření filtru byla přibližně 1,5 hodiny, tj. 6 sekund na částici.

Přínosy a praktické využití metody

• Plně automatizovaná analýza bez nutnosti odborného školení v mikroskopii nebo IR spektroskopii
• Výrazné zkrácení času měření ve srovnání s FTIR mapováním vzorků
• Minimalizace kontaminace díky přímé on-filter analýze
• Možnost snadného rozšíření na rutinní testování v laboratořích QA/QC i výzkumu

Budoucí trendy a možnosti využití

• Doplňování a standardizace spektrálních knihoven pro různé typy polymerů
• Detekce a identifikace částic pod hranicí 20 µm
• Paralelní analýza více filtrů na jediném sklíčku pro zvýšení propustnosti
• Integrace strojového učení pro automatickou klasifikaci a predikci původu mikroplastů
• Vývoj přenosných QCL-IR systémů pro terénní monitoring vody a sedimentů

Závěr

Studie potvrdila, že přímá analýza mikroplastů na zlatě potažených filtrech pomocí Agilent 8700 LDIR je rychlá, přesná a uživatelsky nenáročná metoda. Nabízí významné zrychlení workflow a snižuje riziko kontaminace, což ji činí vhodnou pro široké nasazení v environmentálním monitoringu i průmyslové praxi.

Reference

1. Eriksen M et al Plastic Pollution in the Worlds Oceans More than 5 Trillion Plastic Pieces Weighing over 250000 Tons Afloat at Sea PLoS ONE 2014 9
2. XiaoZhi L Microplastics Are EverywhereBut Are They Harmful Nature 4 May 2021