Microplastics Analysis Doesn’t Need to Be So Hard

Význam tématu

Analýza mikroplastů získává na důležitosti vzhledem k jejich širokému výskytu v životním prostředí, potravních řetězcích a možnému zdravotnímu riziku. Spolehlivá a rychlá detekce chemické identity, velikosti, tvaru a hmotnostního zastoupení částic je klíčová pro standardizaci metod a podporu regulačních i výzkumných aktivit.

Cíle a přehled studie

Cíl bílého papíru: představit nový přístup k analýze mikroplastů za pomoci technologie chemického zobrazování v infračerveném oboru založené na kvantovém kaskádovém laseru (QCL). Studie demonstruje automatizovaný workflow na systému Agilent 8700 LDIR, který zkracuje dobu analýzy oproti tradičním FTIR či Raman metodám.

Použitá metodika a instrumentace

Popis technologie:

• Laser Direct Infrared (LDIR) se zdrojem Quantum Cascade Laser (QCL) s laditelným emitovaným pásmem v oblasti středního infračerveného spektra.
• Systém automaticky lokalizuje částice na reflektivních podložkách pomocí rychlého IR skenu.
• Spektrochemická identifikace probíhá v reálném čase porovnáním získaných spekter s vestavěnou knihovnou.

Hlavní výsledky a diskuse

• Analýza 39 částic na ploše 3×3 mm trvala celkem 5 minut (méně než 8 s na částici).
• Vyhodnocení 1028 částic ve vzorku odpadních vod o ploše 5×5 mm trvalo přibližně 8 s na částici s automaticky generovanou mapou a barevným rozlišením typů plastů.
• Srovnání s FTIR: tradiční FTIR zobrazování 10×10 mm s mosaikou 16×16 a sběrem 4,2 milionu spekter trvalo celkem 11 h, zatímco LDIR podobnou oblast analyzovalo za 2 h včetně zpracování.
• Přesnost a kvalita spekter je srovnatelná s FTIR, ale LDIR selektivně měří pouze tam, kde jsou částice, což výrazně snižuje dobu sběru dat.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zrychlení analýzy mikroplastů (sekundy na částici) oproti hodinám u FTIR či Raman.
• Jednoduchá příprava vzorku a minimální zásahy operátora díky režimu load-and-go.
• Automatická statistická zpráva o množství, druhu a velikosti částic vhodná pro rutinní monitoring a QA/QC.
• Možnost cíleného vyhodnocení konkrétních polymerů laditelným laserem, např. polystyrenu v pásem 1490–1508 cm−1.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšíření QCL zobrazování pro menší částice (<10 µm) a komplexní matice.
• Integrace s pokročilou datovou analýzou a strojovým učením pro identifikaci nových polymerních materiálů.
• Vypracování mezinárodních standardů pro harmonizaci výsledků mezi laboratořemi.
• Využití v environmentálním monitoringu půdy, vody a potravin pro veřejné zdraví.

Závěr

Agilent 8700 LDIR představuje průlom ve zpracování mikroplastů díky laserově řízenému infračervenému zobrazování. Jeho vysoká rychlost, jednoduchá obsluha a spolehlivost povyšují analýzu na novou úroveň, podporují rutinní aplikace i výzkum a umožňují efektivní sledování mikroplastů v různých oblastech.

Reference

Robey D. Microplastics Analysis Doesn’t Need to Be So Hard. Agilent Technologies White Paper, 2019.