Accurate Microplastic Characterization in Infant Formula

Význam tématu

Porozumění přítomnosti a charakterizaci mikroplastů v kojenecké výživě je zásadní pro hodnocení expozice nejohroženější populace a pro posouzení možných zdravotních rizik.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce je ukázat význam kontroly kvality při analýze mikroplastů a představit aplikaci systému Agilent 8700 LDIR Chemical Imaging pro rychlou a přesnou identifikaci a kvantifikaci mikroplastů ve dvou komerčních značkách kojenecké formule.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky formule se nejprve rozpustily v nasyceném roztoku NaCl, poté proběhlo odstřeďování a separace na vrchní smetanovou a spodní vodnou vrstvu. Vrchní vrstva byla upravena zásaditou digesci NaOH a obě vrstvy byly filtrovány na polykarbonátových filtrech a následně na zlatem potažených polyesterových filtrech PETG. Analýza proběhla přímým on-filter zpracováním v režimu Particle Analysis v softwaru Clarity, který využívá kombinaci rychlého skenování a detailního spektrálního průjezdu (sweep) v regionu otisků infračerveného spektra.

Použitá instrumentace

• Agilent 8700 Laser Direct Infrared (LDIR) Chemical Imaging System
• Agilent Clarity software verze s modulem Particle Analysis
• Zlatem potažené polyesterové filtry PETG (0,8 µm, 25 mm)
• Polykarbonátové filtry (14 µm, 47 mm)
• Centrifuga s kapacitou 3 000 rpm

Hlavní výsledky a diskuse

Kontrola kvality odhalila přítomnost mikroplastů ve většině použitých reagentů, které musely být opakovaně filtrovány. V kojenecké formuli značky A bylo detekováno 4 472 částic, z nichž 97 (63 v horní a 34 v dolní vrstvě) splňovalo kritérium HQI > 0,8, přičemž převládaly PE a PP. U značky B bylo ze 1 078 částic identifikováno 22 mikroplastů (9 horní, 13 dolní vrstva), hlavně PC, PE a PP. Systém zároveň spolehlivě rozlišil příměsi přírodních materiálů (buněčná celulosa, polyamidy) a identifikoval kontaminující vlákna jako celulosu.

Přínosy a praktické využití metody

On-filter LDIR analýza eliminuje fáze odpařování a minimalizuje riziko kontaminace, zkracuje dobu přípravy a zvyšuje propustnost vzorků. Automatizovaný workflow umožňuje rutinní monitorování a vysoký počet vzorků při zachování vysoké přesnosti identifikace.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se zaměří na rozšíření spektrálních knihoven, přidání enzymatických a dalších matricových čisticích kroků, aplikaci na širší rozsah potravin a environmentálních vzorků a integraci s dalšími technikami (Raman, SEM) pro komplexní hodnocení mikroplastů.

Závěr

Studie potvrdila význam kontroly kvality reagentů a ukázala schopnosti Agilent 8700 LDIR pro rychlou a spolehlivou detekci mikroplastů v komplexních potravinových matricích. Metoda nabízí robustní základnu pro rutinní analýzu a podporuje další výzkum expozice mikroplastům.

Reference

• Campanale C. et al. A Detailed Review Study on Potential Effects of Microplastics and Additives of Concern on Human Health. Int. J. Environ. Res. Public Health, 2020, 17(4), 1212. doi:10.3390/ijerph17041212
• Li D. et al. Microplastic Release from the Degradation of Polypropylene Feeding Bottles During Infant Formula Preparation. Nat. Food, 2020, 1, 746–754. doi:10.1038/s43016-020-00171-y
• Diaz-Basantes M.F.; Conesa J.A.; Fullana A. Microplastics in Honey, Beer, Milk and Refreshments in Ecuador as Emerging Contaminants. Sustainability, 2020, 12, 5514. doi:10.3390/su12145514
• SAPEA. Science Advice for Policy by European Academies. A Scientific Perspective on Microplastics in Nature and Society. SAPEA, 2019.
• Sewwandi M. et al. Microplastics and Plastics-Associated Contaminants in Food And Beverages; Global Trends, Concentrations, and Human Exposure. Environ. Pollut., 2022, 317, 120747. doi:10.1016/j.envpol.2022.120747
• Samandra S. et al. Assessing Exposure of the Australian Population to Microplastics through Bottled Water Consumption. Sci. Total Environ., 2022, 837, 155329. doi:10.1016/j.scitotenv.2022.155329
• Zhang Q. et al. Microplastics in Infant Milk Powder. Environ. Pollut., 2023, 323, 121225. doi:10.1016/j.envpol.2023.121225
• Liu S. et al. Detection of Various Microplastics in Placentas, Meconium, Infant Feces, Breastmilk and Infant Formula: A Pilot Prospective Study. Sci. Total Environ., 2022, 854, 158699. doi:10.1016/j.scitotenv.2022.158699
• Kutralam-Muniasamy G. et al. Branded Milks - Are They Immune From Microplastics Contamination? Sci. Total Environ., 2020, 714, 136823. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.136823
• Primpke S. et al. Reference Database Design for the Automated Analysis of Microplastic Samples Based on FTIR Spectroscopy. Anal. Bioanal. Chem., 2018, 410, 5131–5141. doi:10.1007/s00216-018-1156-x
• De Frond H.; Rubinovitz R.; Rochman C.M. μATR FTIR Spectral Libraries of Plastic Particles for the Analysis of Microplastics. Anal. Chem., 2021, 93(48), 15878–15885. doi:10.1021/acs.analchem.1c02549
• 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. Anal. Bioanal. Chem., 2021, 413, 5969–5994. doi:10.1007/s00216-021-03498-y