微塑性分析
关于塑料微粒
什么是微塑料？
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。
微塑料从哪里来？微塑料对我们有什么影响？
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。bob娱乐平台
次级MPP由宏观塑料零件的物理、生物和化学降解形成，是释放到环境中的微粒的主要来源。它们主要由处理不当的塑料废物降解、轮胎磨损和合成纺织品洗涤形成。
虽然人们对海洋生物面临的威胁基本了解，但目前无法评估其全部程度。然而，海洋生物和鱼类的吸收导致微塑料污染人类食物链。由于MPP可能含有有问题的增塑剂，还可能吸附其他有机污染物，因此长期影响相当不可预测。
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?
微塑料分析的典型工作流程：
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）辐射和微塑料颗粒相互作用，形成特征性的红外吸收模式。然后使用这些模式识别粒子。如果你想赶上进度的话傅立叶变换红外光谱的基本知识，点击这里。
到目前为止，FT-IR的最大优点是其卓越的可靠性和易于应用。任何种类的塑料颗粒（深色、填充、荧光等）都可以进行分析，只需用户付出最小的努力。
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。结果是非常功能强大的成像工具，能够将微塑料分析简化到常规水平。了解红外成像，点击这里。
它归结为一种完全自动化的方法，可以容忍过滤器上的大量污染（例如来自沉积物），而不会对测量结果产生任何负面影响。最终，FT-IR成像确保没有未被检测到的粒子，提供最大的可靠性和测量速度。
微塑料的秘密在于正确地组合硬件和软件
除了分析方法外，软件对于分析微塑料也是至关重要的。传统上，微塑料光谱参考库提供尺寸、数量和特性的统计分析。但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稳健的分析，则必须大大增加库中的光谱数量，这会大大降低分析速度。
但为了使微塑性分析具有可扩展性和常规性，数据分析必须变得更快，尤其是更智能。在时间至关重要的情况下，使用大型图书馆是不现实的。这就是为什么研究人员开发了使用机器学习的新方法，充分利用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
微塑料颗粒的FT-IR分析指南
我们已经提到，全世界的研究人员和微塑料专家都依赖于FT-IR成像。其原因之一是简单明了的工作流程，以及该技术提供的无与伦比的可靠性、速度和精度。在下文中，我们将深入了解实验室分析的基础知识。
步骤#1：样品制备
取样后，可能需要根据污染源的污染情况进行预处理，并过滤至兼容的过滤材料。非常干净的样品（如饮用水）通常直接过滤到合适的过滤器上。但海水、河流沉积物或土壤等环境样品可能含有沙子或植物材料，必须在FT-IR分析之前制备。bob综合游戏
为了去除较大的非微粒，需要使用多个不同尺寸的过滤器。这些较大的颗粒随后通过宏观分析进行分析傅立叶变换红外光谱仪就像阿尔法II。然后，用不同浓度的盐溶液处理样品，这称为密度分离。在这一过程中，沙子和其他非塑料颗粒沉入底部，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。
步骤2：过滤
我们之前提到过氧化铝过滤器是微塑料分析的最佳选择。但当然还有其他可用材料，如硅、聚四氟乙烯或镀金聚碳酸酯过滤器，它们都有明显的优点和缺点。然而，由于氧化铝过滤器已成为微塑料FT-IR分析的标准，我们也将在我们的网站和视频中遵守这些标准。bob综合游戏
步骤3:FT-IR成像分析
在avilalbe的三种测量模式中，FT-IR（透射、反射和ATR）透射模式最适合进行快速、无障碍的分析。为什么？嗯，ATR是一种基于接触的方法，颗粒会粘附在晶体上，需要用户清洁，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，对传动系统进行了分析非接触式并将给予良好的光谱在短时间内。
第4步：颗粒分类和数据评估
机器学习在微塑料分析中的应用正在兴起。有了它，研究人员找到了一种可靠的方法，使数据评估对任何人都容易使用。按照最佳实践，Bruker与Purency合作推广微塑料探测器（MPF）。MPF是一款软件，可在几分钟内自动分析微塑料样品的整个FT-IR图像。它生成过滤器上所有粒子的综合统计信息，并根据数量、身份和大小对它们进行分类。只需单击一下即可完成所有操作。
分类算法由不同微塑性专家评估的真实数据进行训练。简言之，它将他们的综合知识带到实验室，触手可及。因此，微塑料探测器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。目标是，确保世界各地不同实验室、研究人员和分析机构之间的可比性，彻底消除人类偏见。
