塑料微粒分析
关于塑料微粒
塑料微粒是什么?
根据定义，直径小于5mm的聚合物颗粒称为微塑料(microplastic, MP)颗粒。根据它们的来源，它们又进一步细分为初级粒子和次级粒子。它们存在于河床、北极冰层、天然肥料、土壤甚至饮用水中，都显示出显著的mpp含量。在过去的几十年里，微塑料甚至进入了人类的食物链。简而言之，无处不在的塑料微粒对我们的环境构成了巨大挑战。
微塑料从何而来?微塑料如何影响我们?
微塑料颗粒可分为一次颗粒和二次颗粒。初级MP颗粒(mpp)是那些专门用于工业用途的颗粒，例如化妆品中的剥落颗粒。必威东盟体育
二级mpp是由宏观塑料件的物理、生物和化学降解形成的，是微颗粒释放到环境中的主要来源。它们主要是由不当处理的塑料垃圾的降解、轮胎磨损和合成纺织品的洗涤形成的。
虽然对海洋生物的威胁已基本了解，但目前尚不能全面评估其威胁程度。然而，海洋生物和鱼类对微塑料的吸收导致人类食物链受到微塑料的污染。由于mpp可能含有有问题的增塑剂，也可以吸附其他有机污染物，长期影响是相当不可预测的。
如何分析微塑料
微塑料是如何分析和检测的?
虽然光学显微镜是检测微塑料的基本方法，但该方法不能提供识别所涉及的聚合物所需的化学信息。然而，这种鉴定对于调查发现的微塑料的影响和来源至关重要。正因为如此，微塑料专家们正转向结合机器学习评估工具的µ-FT-IR成像。因此，粒子的完整表征是可能的，消除了人为误差，并获得可靠的，可重复的结果。
分析微塑料的最佳方法是什么?
微塑料分析的典型流程:
化学分析通常从液体样品开始，根据其来源不同，制备方法也不同。这个样品被过滤到一个红外透明的衬底上，并通过FT-IR成像对其进行整体测量，以捕获过滤器上的所有粒子。然后使用鲁棒机器学习算法自动分析化学图像。
FT-IR显微镜是微塑料研究中最常用的方法。工作流程超级简单，结果精度高，最重要的是可靠性。特别是焦平面阵列探测器的傅里叶变换红外成像是目前最先进的解决方案。如果你想知道更多关于我们的FT-IR仪器设置，看看我们的FT-IR显微镜。
为什么FT-IR成像用于微塑料分析?
FT-IR成像的优势
红外(IR)辐射与微塑料颗粒相互作用，产生特征的红外吸收图案。然后用这些模式来识别粒子。如果你想聊聊傅立叶变换红外光谱的基本知识,请点击这里。
到目前为止，FT-IR技术最大的优点是其卓越的可靠性和易于应用。任何一种塑料颗粒(深色，填充，荧光，…)都可以分析，用户只需花费最少的努力。
真正的成像探测器释放了FT-IR的潜力
但是，当你把傅里叶变换红外和焦平面阵列(FPA)探测器结合起来的时候，事情就变得非常有趣了。结果是非常强大的成像工具，能够简化微塑料分析到常规水平。学习傅立叶变换红外光谱成像,请点击这里。
归根结底，这是一种完全自动化的方法，能够容忍过滤器上的大量污染(例如沉积物)，而不会对测量结果产生任何负面影响。最终，FT-IR成像确保了所有粒子都被探测到，提供了最大的可靠性和测量速度。
微塑料的秘密在于硬件和软件的正确组合
除分析方法外，软件是微塑料分析的关键。传统上，微塑料光谱参考库提供大小、数量和身份的统计分析。但是这些图书馆所能提供的东西是有限的。如果需要非常可靠和健壮的分析，就必须大大增加库中的频谱数量，这将大大降低分析速度。
但为了使微塑料分析具有可扩展性和常规性，数据分析必须变得更快，最重要的是，更智能化。在时间紧迫的情况下，使用大型库是不现实的。这就是为什么研究人员开发了使用机器学习的新方法，充分开发了化学成像的巨大潜力。
在这里，不是单独检查每个光谱的身份，整个FT-IR图像是直接处理。智能算法对整个FT-IR图像进行一次分析，使分析速度提高了数量级，甚至更加可靠。为了将其推向市场，布鲁克与Purency为高工作量实验室和研究人员提供端到端的微塑料解决方案，包括仪器仪表和软件分析。
微塑料FT-IR分析指南
微塑料颗粒FT-IR分析指南
我们已经提到，世界各地的研究人员和微塑料专家依靠FT-IR成像。这样做的原因之一是直接、简单的工作流程，以及该技术无与伦比的可靠性、速度和精度。在下面，我们将提供更深入的见解，在实验室分析的基础。
步骤1:样品准备
在采集样本后，它可能必须进行预处理，这取决于来自来源的污染，并向下过滤到兼容的过滤材料。必威手机客户端非常干净的样品，比如饮用水，通常直接用合适的过滤器过滤。但环境样本，如海水、河流沉积物或土壤可能含有沙子或植物物质，必须在FT-IR分析前准备好。
为了去除较大的非微颗粒，需要使用多个不同大小的过滤器。这些较大的粒子后来被宏观地分析傅立叶变换红外光谱仪比如阿尔法二代。在此之后，用不同浓度的盐溶液对样品进行处理，称为密度分离。在加工过程中，砂粒等非塑料颗粒会沉到底部，之后很容易清除。
但是像鱼和贻贝这样更复杂的样品呢?这种样品需要经过非常复杂的处理，以去除解剖后留下的所有有机物。通常，在过滤前要进行酶消化、酸性或碱性处理。
第二步:过滤
我们前面提到过，氧化铝过滤器是微塑料分析的最佳选择。当然，还有其他可用的材料，如硅、聚四氟乙烯或镀金聚碳酸酯过滤必威手机客户端器，它们都有明显的优点和缺点。然而，由于氧化铝过滤器已经成为FT-IR分析微塑料的标准，我们也将在我们的网站和视频中遵守这些标准。
步骤3:FT-IR成像分析
在FT-IR的三种可用测量模式(透射、反射和ATR)中，透射是最适合于快速和轻松分析的。为什么?嗯，ATR是一种基于接触的方法，粒子会粘附在晶体上，这需要用户清洗，因此不适合自动化。在反射中，较厚的粒子很难测量，并产生光谱伪影，使其可靠性降低。最后进行了传播分析非接触式并将给良好的光谱在很短的时间内。
步骤4:粒子分类和数据评估
机器学习在微塑料分析中的应用正在上升。有了它，研究人员找到了一种可靠的方法，让任何人都可以轻松使用数据评估。根据最佳实践，布鲁克与pure合作推广了微塑料Finder (MPF)。MPF是一款可以在几分钟内自动分析整个微塑料样品FT-IR图像的软件。它产生了过滤器上所有粒子的综合统计数据，并按数量、身份和大小对它们进行分类。一切只需点击一下。
分类算法是通过不同微塑性专家评估的真实数据训练的。简而言之，它把他们的综合知识带进你的实验室，在你的指尖。因此，微塑料Finder是微塑料样品常规分析的最佳工具，也是未来标准化最有希望的候选工具之一。其目标是，保证世界各地不同实验室、研究人员和分析机构之间的可比性，完全消除人类偏见。
