FTIR显微镜在微塑料研究中挑战的作用

瑞辰，赛默飞世尔科技公司光谱业务应用组的高级经理，采访了美国国家标准与技术研究所化学科学部的研究生物学家、夏威夷太平洋大学海洋碎片研究中心的联合主任詹妮弗·林奇博士。欧洲杯线上买球关于研究人员在研究微塑料时面临的挑战，以及FTIR显微镜如何帮助克服这些挑战。

您今天面临什么样的挑战，具有不同的塑料尺度和分析它们所需的技术？

我在同一个样品上使用了拉曼显微镜和FTIR显微镜。这两种方法是令人难以置信的互补，因为傅里叶变换红外光谱可以探测到特定的聚合物，而拉曼显微镜可以看到傅里叶变换红外光谱更难识别的聚合物。

当在每个颗粒上使用显微镜时，获得更好地确认聚合物。例如，附加信息揭示了某种东西是塑料还是另一种人制成的材料。

我们的研究中心相对较新，我们正在考虑如果我们有资金，我们可以购买什么仪器。当我梦想实验室会是什么样子时，我的愿景是拥有我称之为三位一体的仪器塑料微粒- FTIR显微镜，拉曼显微镜和热解 - GC-MS。

通过微塑料，有一个全阵营的人想知道有多少颗粒，这些颗粒的尺寸分布和颗粒群的聚合物组合物。欧洲杯猜球平台您可以获得的唯一方法是使用FTIR显微镜或拉曼显微镜，因为它们可以在同一映射，尺寸的自动运行中进行各个粒子计数，施胶和聚合物组合物。

还有另一群人，比如毒理学家，他们想知道每克组织、沉积物或污泥中一微克聚乙烯的单位。题目要求浓度单位和质量分数。

粒子质量可以根据在拉曼或傅里叶变换红外显微镜下测量的粒子大小和已知的密度范围来估计。由于聚合物的多样性，精确的粒子深度和密度是未知的，并且有许多假设。

热裂解-气相色谱-质谱联用可以给你一个准确的已知浓度，但它不能告诉你有多少粒子和它们的大小，因为你燃烧了整个样品，失去了这些信息。欧洲杯猜球平台

三位一体是使用所有三种方法分析每个样本。对此的时间限制会很大。但是，我通常鼓励走向时间密集，准确，信息密集的路线，而不是筛选获得某种想法的路线。它不需要非常准确或精确。

当样品材料不标准化并受此类不同条件时，您如何使用这些技术以及图书馆识别程序一起使用这些技术？

这三种技术都需要进一步的方法开发。我们离标准方法论的千篇一律的科学还很远。欧洲杯线上买球我们仍在尝试，就像你说的，光谱库有局限性。

这是需要被更好地看待和理解的一步。我们的实验室有一个内部图书馆，里面有来自不同来源的大约100种不同的塑料聚合物。它们的范围从科学标准材料，如NIST标准的聚乙烯参考材料，一直到我们从家欧洲杯足球竞彩里带回来的洗发水瓶子。这些是消费品，我们知道它们有很多添加剂和着色剂，使它们比NIST标准参考材料更能代表我们在海滩上和自然界中看到的东西。

我们根据科学标准对所有的参考聚合物进行分级。然而，即使这样，人们也需要知道这些科学标准通常是从颗粒生产商那里获得的，而且传统上都添加了专有添加剂。除了制造商，没有人知道它到底是什么。你必须对你正在处理的塑料做出假设，无论是全新的、科学来源的还是消费品。

你必须假设那里有一个添加剂包。塑料不会是100％纯聚乙烯。我们有科学标准。然后，我们从作为塑料颗粒生产商和分销商的公司购买了一些标准。我们还从愿意与我们分享的一些行业合作伙伴那里收到塑料，以帮助我们将实验室带到速度。然后我们有消费品。我们喜欢为每种聚合物拥有所有三种参考，看看他们在FTIR上的不同程度。

ftir不能很好地检测添加剂。我们利用这一点，因为我们对识别聚合物比对添加剂更感兴趣。因为FTIR.对添加剂更盲目，这有助于我们出去。然而，我们还有一个整体研究项目，参与了解化学添加剂以及它们如何从塑料和组织中浸出。为此，科学家需要知道添加剂是什么。

回到光谱库搜索问题，我们最近做了一个快速测试，我们取了一些样本，并在三个不同的软件包中运行它们。

这三种不同的软件包(包含不同的库)的答案是不同的，但都属于相同的化学家族。例如，我们发现许多鱼饵，它们是由很高比例的水杨酸盐制成的。水杨酸盐会出现在FTIR中，所以我们可以看水杨酸盐添加剂只要它们的百分比足够高。

我们想知道哪个水杨酸盐是鱼饵内部的主要物质。当我们在一个软件中运行它的时候，我们得到的结果和在其他软件中运行它的结果是非常不同的，因为每个软件都包含不同的水杨酸盐。因此，最热门的将是最匹配的，但它可能不是正确的，因为那个库可能缺少水杨酸添加剂。

这对任何一个光谱学家来说都是一个挑战，因为你最热门的作品只能和你的文库一样好，而且有成千上万种不同的水杨酸化合物。对于一个实验室来说，要获取所有这些材料，并拥有一个内部的数千个水杨酸盐库，成本太高了。这是一个限制。

另一个限制是，FTIR谱通过风化变化，而这种情况不会发生这种情况，因此您无法识别聚合物，它确实使频谱嘈杂。

库搜索的顶部击中可能不准确。它确实采用了一些手动，视觉查看频谱来决定这个顶部命中是否是正确的聚合物识别 - 也许顶部击中是在室温下是液相的东西。因此，常识会告诉我们，它不能是海洋中的聚合物。有化学知识我们需要用来仔细检查这些顶部命中。

我们在傅里叶变换红外光谱中看到的东西之一我们非常希望能够区分低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。这是因为它们是不同的塑料，生产的原因也不同。它们也有不同的树脂代码(底部的追逐箭头标志)。我们想要区分它们，因为特定的高密度聚乙烯，即数字2，比数字4，即低密度聚乙烯，被回收的频率更高。

对于这两种非常相似的聚合物，我们有不同的用途和废物流。如果我们想根据社会变化、循环模式的变化或针对特定聚合物的政策来跟踪环境变化，我们必须能够区分这两者。

2018年，我们发表了荣格的一篇论文等．叫验证ATR FTIR识别塑料海洋碎片聚合物，包括海洋生物摄取的那些．我们可以识别低密度和高密度的85%的时间，但这是不准确的应用于风化聚乙烯。

高密度聚乙烯在光谱中缺乏一个特定的波段，而这个波段随着风化的发生而开始增长。它开始模仿低密度聚乙烯光谱。当处理海洋环境中的风化聚乙烯时，也就是我们正在处理的，你不应该使用FTIR来区分两者。这是一个惨痛的教训，因为我们非常希望能够做到这一点，我们不得不使用不同的工具来实现它。

你是否意识到不同的研究机构为了将数据整合在一起以更快地移动而做出的任何社区努力?

切尔西·洛克曼的实验室创建了非风化和风化塑料库，称为SLOPP和SLOPP(e)。她表明，当使用她的图书馆时，她比商业上可用的图书馆获得了更好、更准确的点击。

我还知道开放式 - 一个免费的在线开源谱图例搜索工具，赢得加州大学河滨河畔的Couger专门为塑料微粒研究社区。

我，切尔西·洛克曼，塞巴斯蒂安·普林普克在德国的实验室，以及其他几个实验室，已经将参考库上传到了Open -Specy。它可以在线上供社区使用，目前大约有100个不同的活跃用户。

它并不完美，但随着更多光谱被添加到库中，越来越多的人开始测试并打破它以弄清楚我们如何更好地提高它。我认为这是一个重要的工具，很多人都很兴奋到那里。

**为了充分说明实验过程，在本次访谈中确定2020欧洲杯下注官网了某些商业设备、仪器或材料。欧洲杯足球竞彩这种鉴定并不意味着得到国家标准和技术研究所的推荐或认可，也不意味着所鉴定的材料或设备一定是用于这一目的的最佳材料或设备2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩

关于珍妮弗·林奇博士

詹妮弗M.林奇博士的研究兴趣是提高海洋环境毒理学和化学领域的测量质量。她于2003年以来对国家标准和技术研究所进行了有机分析化学研究。2019年，她成为夏威夷太平洋大学（HPU）的共同主任海洋碎片研究中心（CMDR）。林奇博士有动力研究海洋中的污染暴露和影响，并通过技术转让来教育其他人，以表现能够通知政策和改善环境测量的优质科学。欧洲杯线上买球