Analysis of Microplastics by iSpect™ DIA-10 Dynamic Particle Image Analysis System and AIM-9000 Infrared Microscope

Význam tématu

Mikroplasty představují globální environmentální problém ovlivňující pobřežní a mořské ekosystémy i potenciálně lidské zdraví. Pro efektivní ochranu životního prostředí je nezbytné rychlé a spolehlivé stanovení jejich koncentrace, tvaru a chemického složení.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat kombinaci automatizované analýzy tvaru a koncentrace mikroplastů v roztocích pomocí dynamického systému iSpect DIA-10 a následné kvalitativní určení polymerního složení vybraných částic infračervenou mikroskopií AIM-9000.

Použitá metodika a instrumentace

• iSpect™ DIA-10 Dynamic Particle Image Analysis System – analytika částic prostřednictvím mikrocell metody (50 µl vzorku, 0,1 mL/min, 8 fps), zachycení tvarů o velikosti 5–100 µm.
• IRTracer™-100 FTIR spektrofotometr s AIM-9000 Infrared Microscope – mapping organických polymerů na filtru PTFE (rozlišení 8 cm⁻¹, 5 akumulací, apertura 20 × 20 µm, MCT detektor, rozsah 460 × 1 780 µm).

Hlavní výsledky a diskuse

• Analýza environmentální vody ukázala 5 309 částic/mL s průměrnou velikostí 24,3 µm; nejvyšší četnost v rozsahu 10–30 µm.
• Vizualizace ukázala přítomnost různých tvarů – tyčinkové, vláknité a nepravidelné částice.
• Infračervená analýza potvrdila polymerní složení vybraných tyčinkových částic jako polypropylen (PP) a zobrazení chemické mapy identifikovalo rozsah distribuce PP.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatizovaná a vysoce spolehlivá detekce a statistické zpracování tvaru, velikosti a koncentrace mikroplastů.
• Rychlá kvalitativní identifikace polymerního složení jednotlivých částic.
• Hybridní přístup umožňuje komplexní monitoring znečištění vodních toků i průmyslových procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s dalšími spektroskopickými a chromatografickými technikami pro širší rozlišení polymerů.
• Rozšíření aplikací na půdu, sedimenty a ovzduší včetně detekce nanočástic.
• Využití umělé inteligence pro zrychlení analýzy obrazových dat a automatickou klasifikaci.
• Implementace přenosných verzí pro terénní monitoring a on-line sledování.

Závěr

Kombinace dynamické obrazové analýzy iSpect DIA-10 a infračervené mikroskopie AIM-9000 nabízí účinný nástroj pro kvantitativní i kvalitativní charakterizaci mikroplastů ve vodních vzorcích. Tento přístup umožňuje zrychlený monitoring a podporuje opatření vedoucí k ochraně vodních ekosystémů.

Reference

1. Shimadzu Corporation: Application Note No. A605, First Edition Nov. 2019.
2. Maeda H., Fuji R.: Analysis of Microplastics by iSpect™ DIA-10 and AIM-9000 Infrared Microscope, Shimadzu Application Note.