py-GC/MS助力微塑料聚合物快速準(zhǔn)確的檢測(cè)
深入骨髓的微塑料
2020年8月，美國(guó)化學(xué)會(huì)年會(huì)上首次公布：人的肺、肝、脾和腎臟，無(wú)一例外都存在微塑料污染。此后，更多研究陸續(xù)在胎盤、睪丸等組織中也發(fā)現(xiàn)微塑料。
2024年12月，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與國(guó)家骨科醫(yī)學(xué)中心-首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京積水潭醫(yī)院，聯(lián)合在The Innovation Medicine上發(fā)表了最新成果，首次提供了在人體骨骼和骨骼肌中發(fā)現(xiàn)微塑料的證據(jù)[1]。
環(huán)境中微塑料更是無(wú)處不在，科學(xué)家早已發(fā)現(xiàn)無(wú)論是地球上最高的珠穆朗瑪峰還是最深的馬里亞納海溝都有微塑料的蹤跡。
微塑料的來(lái)源
微塑料有多種來(lái)源，包括輪胎、紡織品、化妝品、油漆和較大物品的碎片，并廣泛分布在整個(gè)自然環(huán)境中，隨呼吸、飲食和皮膚接觸等方式入侵人體。如外賣所使用的餐盒，就包含聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、聚氯乙烯PVC、聚碳酸酯塑料PC、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET等材質(zhì)，這些材質(zhì)在不同的使用場(chǎng)景下可能會(huì)釋放微塑料。
到2040年，環(huán)境污染可能會(huì)增加一倍，即使停止塑料排放，現(xiàn)存塑料的碎裂仍會(huì)使微塑料數(shù)量繼續(xù)上升，進(jìn)而增加生物和人類的暴露。有研究表明，微塑料會(huì)影響微量營(yíng)養(yǎng)素的吸收；增加腸道不適癥狀比如腹瀉、直腸出血和腹部絞痛；塑料微粒還會(huì)刺破和摩擦器官壁誘發(fā)炎癥。
微塑料環(huán)境累積的來(lái)源和途徑[2]
微塑料如何檢測(cè)
作為近年來(lái)備受矚目的新型環(huán)境污染物，微塑料在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、歸趨和生態(tài)毒理效應(yīng)都值得深入研究，而建立準(zhǔn)確、高效的微塑料分析方法則是進(jìn)行上述研究的基礎(chǔ)。
熱裂解是有效識(shí)別和定量環(huán)境介質(zhì)和生物樣品中微塑料污染的分析方法。該方法依賴于特定溫度下排除氧氣后產(chǎn)生的裂解（pyrolysis)產(chǎn)物，經(jīng)GC/MS檢測(cè)得到的裂解譜圖，表征不同聚合物的指紋圖譜，可以在分子水平上對(duì)揮發(fā)性的裂解產(chǎn)物進(jìn)行識(shí)別。在特定熱解產(chǎn)物的基礎(chǔ)上，py-GC/MS可以測(cè)定微塑料聚合物質(zhì)量，從而同時(shí)對(duì)復(fù)雜環(huán)境樣品中不同微塑料進(jìn)行精準(zhǔn)定性和定量。
Py-GC/MS優(yōu)勢(shì)：
（1）樣品可與有機(jī)塑料添加劑一起進(jìn)行分析，不需要添加溶劑，從而避免了背景污染；
（2）測(cè)定方法靈敏可靠。
作為近年來(lái)備受矚目的新型環(huán)境污染物，微塑料在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、歸趨和生態(tài)毒理效應(yīng)都值得深入研究，而建立準(zhǔn)確、高效的微塑料分析方法則是進(jìn)行上述研究的基礎(chǔ)。
熱裂解是有效識(shí)別和定量環(huán)境介質(zhì)和生物樣品中微塑料污染的分析方法。該方法依賴于特定溫度下排除氧氣后產(chǎn)生的裂解（pyrolysis)產(chǎn)物，經(jīng)GC/MS檢測(cè)得到的裂解譜圖，表征不同聚合物的指紋圖譜，可以在分子水平上對(duì)揮發(fā)性的裂解產(chǎn)物進(jìn)行識(shí)別。在特定熱解產(chǎn)物的基礎(chǔ)上，py-GC/MS可以測(cè)定微塑料聚合物質(zhì)量，從而同時(shí)對(duì)復(fù)雜環(huán)境樣品中不同微塑料進(jìn)行精準(zhǔn)定性和定量。
Py-GC/MS優(yōu)勢(shì)：
（1）樣品可與有機(jī)塑料添加劑一起進(jìn)行分析，不需要添加溶劑，從而避免了背景污染；
（2）測(cè)定方法靈敏可靠。
利用Py-GC/MS建立了12種微塑料的定量方法。
12種微塑料及特征裂解產(chǎn)物信息一覽
方法學(xué)參數(shù)：
方法學(xué)數(shù)據(jù)：
標(biāo)準(zhǔn)品TIC圖&MS通道質(zhì)譜圖
12種微塑料標(biāo)準(zhǔn)曲線信息
利用F-search MPs軟件可對(duì)聚合物進(jìn)行定性和定量分析。
定性和定量分析結(jié)果
聚合物質(zhì)譜圖（由裂解產(chǎn)物質(zhì)譜圖加和得到）
微塑料分析中需要使用極高的溫度裂解，極易造成GCMS進(jìn)樣口污染和離子源污染。
賽默飛GCMS進(jìn)樣口采用專利可拆卸設(shè)計(jì)，方便客戶拆卸超聲清洗。
賽默飛GCMS進(jìn)樣口采用專利可拆卸設(shè)計(jì)，方便客戶拆卸超聲清洗。
專利真空鎖技術(shù)，可在兩分鐘內(nèi)更換離子源，快速恢復(fù)離子源狀態(tài)，方便使用。更可在數(shù)分鐘內(nèi)無(wú)需卸真空完成色譜柱的更換，效率倍增。
熱裂解-氣相色譜-質(zhì)譜提高了微塑料的檢測(cè)能力，特別是準(zhǔn)確定量分析的能力。利用Py-GC/MS可建立微塑料的定性定量分析方法，實(shí)現(xiàn)微塑料的高靈敏檢測(cè)，探清微塑料的賦存狀況，為后續(xù)的微塑料治理提供數(shù)據(jù)支撐。
參考文獻(xiàn)：
[1]Chen Q., Wei X., Xie R., et al., (2024). Beyond physical particles: A holistic assessment of human health risks from real-world micro-nanoplastic exposure. The Innovation Medicine2(4): 100104.
[2] Thompson R C, Courtene-Jones W, Boucher J, et al. Twenty years of microplastic pollution research—what have we learned?[J]. Science, 2024, 386(6720): eadl2746.
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