Analysis of Microplastics Using AIRsight Infrared/Raman Microscope

Význam tématu

Rostoucí znečištění vodních ekosystémů mikroplasty má závažné dopady na organismy i životní prostředí. Jednotná a přesná identifikace materiálu a velikosti částic je nezbytná pro sledování původu, distribuce a dlouhodobých účinků těchto znečišťujících látek.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje využití mikroskopu AIRsight kombinujícího infračervenou a Ramanovu spektroskopii pro kvalifikativní analýzu mikroplastů v životním prostředí. Hlavním cílem je ukázat metodu bez přenášení vzorku mezi technikami pro identifikaci polymerů a stanovení velikosti částic.

Použitá instrumentace

• Infrared microscope IRXross™ s integrovanou Ramanovou jednotkou AIRsight
• Infračervená spektrometrie: rozlišení 8 cm-1, akumulace 30, apertura 25 µm, detektor T2SL
• Ramanova spektrometrie: excitace vlnová délka 785 nm, akumulace 40, expoziční čas 5 s, objektiv 100×, detektor CCD
• Širokoúhlá kamera a řídicí software AMsolution pro měření délky

Hlavní výsledky a diskuse

• Infračervená mikrospektroskopie umožnila identifikaci částic (~97 µm) jako polypropylenu (PP) podle srovnání s UV-degradovanou PP knihovnou. Rušivé pásmo ~1200 cm-1 odpovídalo absorpci PTFE filtru.
• Ramanova spektroskopie s excitací 785 nm potlačila fluorescenci a identifikovala menší částice: ~10 µm jako polyethylen (PE) a ~5 µm jako polystyren (PS).
• Integrovaná funkce měření délky ve software AMsolution umožnila přesné stanovení hlavních průměrů částic.

Přínosy a praktické využití metody

• Analýza na jedné platformě bez přesunu vzorku šetří čas a minimalizuje riziko kontaminace
• Možnost kombinovat materiálovou identifikaci a stanovení velikosti částic v jednom pracovním postupu
• Vhodné pro monitorování mikroplastů v ekologických studiích, QA/QC v průmyslové analýze i vědeckém výzkumu

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven spektrogramů z UV poškozených polymerů pro lepší identifikaci degradovaných mikroplastů
• Optimalizace excitace a detekce pro ještě menší částice pod 1 µm
• Integrace s automatizovanými systémy vzorkování a datovou analýzou pomocí strojového učení

Závěr

Systém AIRsight Infrared/Raman umožňuje komplexní analýzu mikroplastů od ~100 µm po sub-10 µm částice. Kombinace infračervené a Ramanovy spektroskopie spolu s měřením velikosti poskytuje ucelenou metodiku pro ekologické a průmyslové aplikace.

Reference

1. Zenjiro Osawa: Principy chemiluminiscenční metody a její aplikace na degradaci polymerů, Material Life, Vol. 3, No. 1, pp. 32–39 (1991)