Best Practice for On-Filter Analysis of Microplastics Using the Agilent 8700 Laser Direct Infrared (LDIR) Chemical Imaging System

Význam tématu

Microplasty představují celosvětově rozšířené znečišťující látky, které se nacházejí ve vodě, potravinách i ovzduší. Jejich drobné rozměry (1–5 mm) a schopnost akumulovat škodlivé látky vedou k potenciálnímu ohrožení ekosystémů a lidského zdraví. Spolehlivá identifikace, kvantifikace a charakterizace polymerů je klíčová pro pochopení jejich chování v životním prostředí a pro stanovení účinných protokolů pro monitorování a kontrolu kontaminace.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem dokumentu je popsat osvědčené postupy pro analýzu mikroplastů metodou On-filter pomocí Agilent 8700 LDIR Chemical Imaging System. White paper shrnuje doporučené postupy pro minimalizaci kontaminace během filtrace, optimální zacházení s filtry, nastavení softwarových parametrů a následné zpracování dat. Dále je uvedena možnost doplňující identifikace větších částic pomocí FTIR spektrometrie.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnuje tři hlavní fáze: přípravu filtrace s minimalizací kontaminace, samotnou vakuovou filtraci na zlatých polyesterových filtrech s pečlivou kontrolou plochosti a následnou analýzu pomocí LDIR a případně FTIR.

• Agilent 8700 LDIR Chemical Imaging System s Clarity softwarem pro automatizovanou detekci a identifikaci částic.
• Puretní vakuová filtrační sestava (např. Sigma-Aldrich) a zlaté PETG filtry (0,8 μm).
• Agilent Cary 630 FTIR se diamantovým ATR modulem pro analýzu větších částic ~2 mm.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace doporučených postupů vedla k:

• Výraznému snížení laboratorní kontaminace díky kontrolovanému proudění vzduchu, minimalizaci zdrojů vláken a důkladnému čištění skla.
• Dosahování požadované plochosti filtrů (<10 μm výškového rozdílu), což zlepšilo detekci částic a jejich spektrální kvalitu.
• Automatizované vyhledávání a identifikaci částic pomocí HQI skóre (0,65–0,99) s rozdělením na nízkou, střední a vysokou důvěru.
• Možnost doplňující FTIR analýzy pro ověření větších fragmentů a zpřesnění stanovení zdrojů mikroplastů.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda LDIR na filtru nabízí vysokou průkaznost a rychlost zpracování rozsáhlých vzorků s minimem manuálních zásahů. Umožňuje:

• Kvantifikaci počtu a velikostních distribucí mikroplastů.
• Identifikaci polymerových typů s vysokou spolehlivostí.
• Standardizaci protokolů pro mezilaboratorní studie a QA/QC procesy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další vývoj v těchto oblastech:

• Integrace umělé inteligence pro zrychlení a zpřesnění klasifikace spekter.
• Rozšíření knihoven referenčních spekter o suroviny a aditiva pro lepší identifikaci komplexních směsí.
• Přenosné přístroje LDIR/FTIR pro terénní měření.
• Automatizované workflow propojené s environmentálními databázemi a modelováním šíření mikroplastů.

Závěr

Popsané praktiky pro on-filter analýzu mikroplastů pomocí Agilent 8700 LDIR a doplňujících FTIR metod zajišťují vysokou přesnost, reprodukovatelnost a efektivitu. Dodržení kroků pro minimalizaci kontaminace, správné nastavení skenování a pečlivé zpracování dat jsou klíčové pro spolehlivá výsledná data, která mohou sloužit jak vědeckému výzkumu, tak rutinním kontrolám kvality.

Reference

1. World Health Organization. Dietary and Inhalation Exposure to Nano- and Microplastic Particles and Potential Implications for Human Health. WHO, 2022.
2. Zhang Q. et al. A Review of Microplastics in Table Salt, Drinking Water, and Air: Direct Human Exposure. Environmental Science & Technology, 2020;54(7):3740–3751.
3. Conley K. et al. Wastewater Treatment Plants as a Source of Microplastics to an Urban Estuary: Removal Efficiencies and Loading per Capita Over One Year. Water Research X, 2019;10(3):100030.
4. Kadac-Czapska K., Knez E., Grembecka M. Food and Human Safety: the Impact of Microplastics. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2022;17:1–20.
5. Lim X. Microplastics Are Everywhere – But Are They Harmful? Nature, 2021;593(7857):22–25.
6. Van Mourik L.M. et al. Results of WEPAL-QUASIMEME/NORMAN’s First Global Interlaboratory Study on Microplastics Reveal Urgent Need for Harmonization. Science of the Total Environment, 2021;772:145071.
7. Belz S. et al. Current Status of the Quantification of Microplastics in Water – Results of a JRC/BAM Inter-Laboratory Comparison Study on PET in Water. Publications Office of the European Union, 2021.
8. Schymanski D. et al. Analysis of Microplastics in Drinking Water and Other Clean Water Samples with Micro-Raman and Micro-Infrared Spectroscopy: Minimum Requirements and Best Practice Guidelines. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2021;413:5969–5994.
9. Alwan W., Robey D. Characterization of Microplastics in Environmental Samples by Laser Direct Infrared Imaging and User-Generated Libraries. Agilent Tech. Application Note, 2022.