Characterization of Microplastics in Environmental Samples by Laser Direct Infrared Imaging and User-Generated Libraries

Význam tématu

Znečištění životního prostředí mikroplasty představuje ohrožení ekosystémů i lidského zdraví. Precizní a rychlá identifikace těchto částic je klíčová pro posouzení jejich dopadu a pro navržení efektivních opatření v environmentální praxi.

Cíle a přehled studie / článku

Cíle studie:

• Vyvinout rychlou a plně automatizovanou metodu pro chemickou charakterizaci mikroplastů z pobřežních odpadků.
• Ověřit využití systému Agilent 8700 LDIR s uživatelsky vytvářenými spektrálními knihovnami.
• Potvrdit výsledky doplňkovou FTIR–ATR analýzou na Agilent Cary 630.

Použitá metodika

Popis přípravy vzorků:

• Sběr plastového odpadu na pláži v Sorrentu (Victoria, Austrálie).
• Rozmělnění vzorků a suspenze částic v absolutním ethanolu.
• Nanesení suspenze na IR reflektivní skleněné podložky.

Automatizovaná analýza pomocí Clarity Particle-analysis:

• Rychlý sken při jedné vlnové délce pro lokalizaci částic.
• Sběr plnospektrálních IR dat pro každou částici.
• Porovnání se 100 % syntetickými polymery v uživatelské knihovně.

Použitá instrumentace

• Agilent 8700 LDIR chemical imaging system s kvantovým kaskádovým laserem a detektorem MCT
• Agilent Cary 630 FTIR spektrometr s diamantovým ATR modulem

Hlavní výsledky a diskuse

Vzorek 1 (červenobílé plasty) obsahoval zejména polypropylen (74,8 %), dále polyamid (6,8 %) a polyakrylamid (1,4 %).
Vzorek 2 (žlutá fólie) tvořil převážně polyvinylchlorid (85,4 %) a menší podíl polyamidu (10,9 %).
Hit Quality Index nad 0,8 byl dosažen pro více než 70 % částic u obou vzorků, včetně částic od 20 µm do 600 µm.
Potvrzení FTIR-ATR identifikovalo vzorek 1 jako směs polypropylenu a polyetylenu, vzorek 2 jako PVC, shodně s LDIR výsledky.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazná úspora času oproti konvenční FTIR nebo Raman mikroskopii.
• Plná automatizace analýzy umožňuje rutinní testování velkého objemu vzorků.
• Intuitivní tvorba a správa uživatelských spektrálních knihoven.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření a sdílení spektrálních databází mikroplastů napříč laboratořemi.
• Integrace umělé inteligence pro pokročilou klasifikaci a predikci vlastností materiálů.
• Vývoj přenosných systémů pro terénní monitoring a kontinuální sledování životního prostředí.

Závěr

Systém Agilent 8700 LDIR s uživatelsky generovanou knihovnou poskytuje spolehlivou, rychlou a plně automatizovanou metodu pro identifikaci a kvantifikaci mikroplastů. Metoda minimalizuje zásah uživatele a zajišťuje detailní informace o velikosti, distribuci a chemickém složení částic.

Reference

1. Laskar et al. Plastics and Microplastics: A Threat to Environment. Environmental Technology & Innovation 2019, 14, 100352.