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

Význam tématu

Analýza mikroplastů je klíčová pro pochopení jejich rozšíření v životním prostředí a potenciálního dopadu na lidské zdraví. Microplastics jsou považovány za nově vznikající kontaminanty s výskytem v pitné vodě, odpadních vodách i potravinách.

Cíle a přehled studie

Cílem white paper je popsat osvědčené postupy pro analýzu mikroplastů přímo na filtru využívající Agilent 8700 LDIR Chemical Imaging System, včetně minimalizace kontaminace, zajištění reprodukovatelnosti a podpory globální standardizace metodik.

Použitá metodika a instrumentace

• Agilent 8700 Laser Direct Infrared (LDIR) Chemical Imaging System se softwarem Clarity pro automatizované detekce a identifikaci částic.
• Vakuová filtrační sestava (např. Sigma-Aldrich) s držákem filtrů a zlatě potaženými PETG filtry (0,8 µm póry, Ø 25 mm).
• Spektrometr Agilent Cary 630 FTIR s diamantovým ATR modulem a softwarem MicroLab pro komplementární analýzu větších fragmentů.
• Laminar workflow (digestoř), čistá skleněná aparatura, vysoce čistá voda nebo EtOH, čisté podložky a subjekty zabránící kontaminaci z laboratorního prostředí.

Hlavní výsledky a diskuse

• Před filtračním postupem: kontrola čistoty vzduchu, oděvů a rukou analytika, eliminace kontaminujících částic z rukavic a čisticích prostředků, ověřování blanků.
• Průběh filtrace: udržení plochosti filtru (max. 10 μm lokální odchylka), jemné vakuum (700 mbar), správné osazení filtru v držáku, ochrana před mechanickým poškozením.
• Po filtraci: vložení držáku do LDIR bez náklonu, zahájení předběžné skenovací analýzy plochy, optimalizace parametrů Auto Scan, nastavení citlivosti detekce a úrovní hit quality index (HQI) pro vyhodnocení kvality spektrálních shod (nízká 0,65–0,75; střední 0,75–0,85; vysoká 0,85–0,99).
• Software Clarity poskytuje kompletní reporty: počet částic, velikostní frakce, typ polymeru, barevné kódování, IR a optické snímky, statistické přehledy.
• Komplementární FTIR analýza větších částic (> 2 mm) pomocí Cary 630 FTIR a MicroLab rozšiřuje informace o původu a složení nalezených mikroplastů.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizace a chemické zobrazování LDIR umožňuje rychlou, reprodukovatelnou a detailní identifikaci mikroplastů. Metoda podporuje enviromentální monitoring, interní QA/QC protokoly v průmyslu, vědecký výzkum i hodnocení účinnosti čistíren odpadních vod.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Mezinárodní harmonizace protokolů a mezilaboratorní testy pro srovnatelné výsledky.
• Integrace s Ramanovou spektroskopií, pyrolyzní GC–MS a dalšími technikami.
• Vývoj AI-podpory a pokročilých nástrojů pro automatickou analýzu a klasifikaci částic.
• Real-time monitorování a miniaturizace zařízení pro terénní analýzy mikroplastů.

Závěr

Navržené postupy zajišťují kontrolu kontaminace, přesnou přípravu vzorků, robustní měření pomocí LDIR technologie a komplexní vyhodnocení dat. Výsledkem je spolehlivá, reprodukovatelná a detailní analýza mikroplastů ve vzorcích z vody, potravin či ovzduší.

Reference

1. World Health Organization. Dietary and Inhalation Exposure to Nano- and Microplastic Particles and Potential Implications for Human Health. 2022.
2. Zhang Q. et al. A Review of Microplastics in Table Salt, Drinking Water, and Air: Direct Human Exposure. Environ. Sci. Technol. 2020;54(7):3740–3751.
3. Conley K. et al. Wastewater Treatment Plants as a Source of Microplastics to an Urban Estuary. Water Res X 2019;10(3):100030.
4. Kadac-Czapska K.; Knez E.; Grembecka M. Food and Human Safety: the Impact of Microplastics. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2022;17:1–20.
5. Lim X. Microplastics Are Everywhere - But Are They Harmful? Nature 2021;593(7857):22–25.
6. Van Mourik LM. et al. Results of WEPAL-QUASIMEME/NORMANs First Global Interlaboratory Study on Microplastics. Sci. Total Environ. 2021;772:145071.
7. Belz S. et al. Current Status of the Quantification of Microplastics in Water. EUR 30799 EN, 2021.
8. Schymanski D. et al. Analysis of Microplastics in Drinking Water with Micro-Raman and Micro-Infrared. Anal. Bioanal. Chem. 2021;413:5969–5994.
9. Alwan W.; Robey D. Characterization of Microplastics by LDIR and User-Generated Libraries. Agilent 2022.