Summary
Denne undersøgelse detaljeret en pålidelig og omkostningseffektiv protokol for mikroplast indsamling og påvisning fra den daglige brug af plastprodukter.
Abstract
Mikroplast (parlamentsmedlemmer) er ved at blive et globalt problem på grund af den potentielle risiko for menneskers sundhed. Casestudier af plastprodukter (dvs. engangskopper og kedler af plast) viser, at MP-udslip under daglig brug kan være ekstremt høj. Præcis bestemmelse af MP-frigivelsesniveauet er et afgørende skridt til at identificere og kvantificere eksponeringskilden og vurdere/kontrollere de tilsvarende risici, der er forbundet med denne eksponering. Selvom protokoller til måling af MP-niveauer i havvand eller ferskvand er veludviklet, kan de betingelser, som husholdningsplastprodukter oplever, variere meget. Mange plastprodukter udsættes for hyppige høje temperaturer (op til 100 °C) og afkøles tilbage til stuetemperatur under daglig brug. Det er derfor afgørende at udvikle en prøvetagningsprotokol, der efterligner det faktiske daglige brugsscenarie for hvert enkelt produkt. Denne undersøgelse fokuserede på udbredte polypropylenbaserede sutteflasker til at udvikle en omkostningseffektiv protokol til MP-frigivelsesundersøgelser af mange plastprodukter. Den her udviklede protokol gør det muligt: 1) forebyggelse af potentiel kontaminering under prøveudtagning og påvisning; 2) realistisk gennemførelse af scenarier for daglig brug og nøjagtig indsamling af de parlamentsmedlemmer, der frigives fra sutteflasker på grundlag af WHO's retningslinjer og 3) omkostningseffektiv kemisk bestemmelse og fysisk topografikortlægning af parlamentsmedlemmer, der frigives fra sutteflasker. Baseret på denne protokol var genvindingsprocenten ved hjælp af standard polystyren MP (diameter på 2 μm) 92,4-101,2%, mens den påviste størrelse var omkring 102,2% af den designede størrelse. Protokollen detaljeret her giver en pålidelig og omkostningseffektiv metode til MP prøve forberedelse og påvisning, som i væsentlig grad kan drage fordel af fremtidige undersøgelser af MP frigivelse fra plastprodukter.
Introduction
De fleste typer plast er ikke-biologisk nedbrydelige, men kan nedbrydes til små stykker på grund af kemiske og fysiske processer som oxidation og mekanisk friktion1,2. Plaststykker, der er mindre end 5 mm, klassificeres som mikroplast (parlamentsmedlemmer). Parlamentsmedlemmer er allestedsnærværende og findes i næsten alle hjørner i verden. De er blevet et globalt problem på grund af den potentielle risiko for mennesker og dyreliv3,4. Til dato er der fundet betydelige ophobninger af parlamentsmedlemmer i fisk, fugle, insekter5,6 samt pattedyr (mus, i tarmen, nyren og leveren7,8). Undersøgelser viste, at eksponering og akkumulering af parlamentsmedlemmer kan skade lipidmetabolismen hos mus7,8. En risikovurdering med fokus på fisk viste, at submikrobikron-parlamentsmedlemmer kan trænge ind i blod-til-hjerne-barrieren og forårsage hjerneskade9. Det skal bemærkes, at alle MP-risikoresultater til dato er opnået fra dyreforsøg, mens den specifikke risiko for menneskers sundhed stadig er ukendt.
I de sidste 2 år er bekymringerne over MP's trussel mod menneskers sundhed steget betydeligt med bekræftelsen af niveauet for menneskers eksponering for parlamentsmedlemmer. Akkumulering af parlamentsmedlemmer er blevet fundet i den menneskelige kolon10, moderkagen af gravide kvinder11 og voksen afføring12. En præcis bestemmelse af mp-frigivelsesniveauer er afgørende for at identificere eksponeringskilder, vurdere sundhedsrisikoen og evaluere effektiviteten af eventuelle kontrolforanstaltninger. I de seneste år har nogle casestudier vist, at plast til daglig brug (dvs. plastkedel13 og engangskopper14) kan frigive ekstremt store mængder parlamentsmedlemmer. F.eks. frigav engangspapirkopper (med interiører lamineret med polyethylen-PE- eller copolymerfilm) ca. 250 mikron mellemstore parlamentsmedlemmer og 102 millioner submikrobielt partikler i hver milliliter væske efter udsættelse for 85-90 °C varmt vand14. En undersøgelse af polypropylen (PP) fødevarebeholdere rapporterede, at der frigives op til 7,6 mg plastpartikler fra beholderen under en engangsbrug15. Endnu højere niveauer blev registreret fra teposer fremstillet af polyethylen terephthalat (PET) og nylon, som frigav ca. 11,6 milliarder parlamentsmedlemmer og 3,1 milliarder nanostore parlamentsmedlemmer i en enkelt kop (10 mL) af drikkevaren16. Da disse plastprodukter til daglig brug er beregnet til tilberedning af føde- og drikkevarer, er det sandsynligt, at der frigives store mængder parlamentsmedlemmer, og at forbruget heraf er en potentiel trussel mod menneskers sundhed.
Undersøgelser af MP-frigivelse fra husholdningsplastprodukter (dvs. plastkedel13 og engangskopper14)er på et tidligt stadium, men det forventes, at dette emne vil få stigende opmærksomhed fra forskere og offentligheden. De metoder , der kræves i disse undersøgelser , er væsentligt forskellige fra dem , der anvendes i hav - eller ferskvandsundersøgelser ved stuetemperatur , hvor der allerede findes veletablerede protokoller17. I modsætning hertil indebærer undersøgelser, der involverer daglig brug af husholdningsplastprodukter, meget højere temperatur (op til 100 °C), hvor der i mange tilfælde gentages cykling tilbage til stuetemperatur. Tidligere undersøgelser påpegede, at plast i kontakt med varmt vand kan frigive millioner af parlamentsmedlemmer16,18. Derudover kan den daglige brug af plastprodukter med tiden ændre selve plastens egenskaber. Det er derfor afgørende at udvikle en prøvetagningsprotokol, der nøjagtigt efterligner de mest almindelige scenarier for daglig brug. Påvisning af partikler i mikrostørrelse er en anden stor udfordring. Tidligere undersøgelser påpegede , at parlamentsmedlemmer frigivelse fra plastprodukter er mindre end 20 μm16,19,20. Påvisning af disse typer parlamentsmedlemmer kræver brug af glatte membranfiltre med lille porestørrelse. Derudover er det nødvendigt at skelne parlamentsmedlemmer fra mulige forurenende stoffer fanget af filteret. Høj følsomhed Raman spektroskopi bruges til kemisk sammensætningsanalyse, som har den fordel at undgå behovet for høj laserkraft, der er kendt for nemt at ødelægge små partikler20. Derfor skal protokollen kombinere forureningsfri håndteringsprocedurer med brug af optimale membranfiltre og til en karakteriseringsmetode, der giver mulighed for hurtig og præcis MP-identifikation.
Undersøgelsen rapporterede her fokuseret på PP-baserede baby fodring flaske (BFB), en af de mest almindeligt anvendte plastprodukter i dagligdagen. Det blev konstateret, at et stort antal parlamentsmedlemmer frigives fra plast BFB under formelforberedelse18. Til yderligere undersøgelse af MP-frigivelse fra daglig plast er prøveforberedelses- og detektionsmetoden for BFB beskrevet her. Under prøveforberedelsen blev den standardforberedelsesproces (rengøring, sterilisering og blanding), der anbefales af WHO21, nøje fulgt. Ved at designe protokollerne omkring WHO's retningslinjer sikrede vi, at MP-frigivelsen fra BBFB'er efterlignede babyformelforberedelsesprocessen, der blev brugt af forældre. Filterprocessen var designet til præcist at indsamle de parlamentsmedlemmer, der blev frigivet fra BBFB'er. Til kemisk identifikation af parlamentsmedlemmer blev arbejdsforholdene for Raman-spektroskopi optimeret for at opnå rene og let identificerede spektre af parlamentsmedlemmer, samtidig med at man undgik muligheden for at brænde målpartiklerne. Endelig blev den optimale testprocedure og anvendte kraft til at muliggøre nøjagtig 3-dimensionel topografikortlægning af parlamentsmedlemmer ved hjælp af atomkraftmikroskopi (AFM) udviklet. Den her beskrevne protokol (figur 1) giver en pålidelig og omkostningseffektiv metode til mp-prøveforberedelse og -detektion, hvilket i væsentlig grad kan gavne fremtidige undersøgelser af plastprodukter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Varmt vand forberedelse
- For al hardware, der kommer i kontakt med prøverne, skal du bruge rent glas lavet af borosilikat 3.3 for at forhindre potentiel forurening. Rengør alt glasvarer grundigt.
Forsigtig: Allerede eksisterende ridser eller ufuldkommenhedspletter på glasvarer kan frigive partikler under opvarmnings- og rysteprocessen. Vi foreslår, at brugerne kontrollerer glasvarerne og undgår brugen af det ridsede glas. Vores sammenligning af glasvarer lavet af forskellige glas (såsom soda-lime og borosilikat) viste, at borosilikat 3,3 frigiver den laveste mængde glaspartikler (kan screenes af Raman spektroskopi), og vi anbefaler brug af borosilikat 3,3 glasvarer i alle test. - Hæld 360 mL DI vand i et glasbæger. Dæk bægeret med en ren glasskive. Flyt den derefter ind i en helt ny mikrobølgeovn og opvarm i 2,5 minutter ved fuld ovnkraft. Efter forsigtigt at have rystet for at fjerne eventuelle temperaturgradienter på grund af ujævn opvarmning er temperaturen på vandet inde i bægeret 70 °C og klar til prøveforberedelse.
- Der fremstilles 95 °C vand til BFB-sterilisering ved at hælde 1 L DI-vand i glasvarer og varme i en mikrobølgeovn i 14 minutter.
Forsigtig:Brug aldrig plastkedler til at tilberede varmt vand. Selve plastkedel frigiver millioner af parlamentsmedlemmer i det varme vand under kogningsprocessen13.
2. MP-frigivelse under formelforberedelse
BEMÆRK: Forsigtigt efter standardforberedelsesprocessen (rengøring, sterilisering og blanding), der anbefales af WHO21, efterlignes de parlamentsmedlemmer, der frigives fra BBF'er under formelforberedelse, i følgende 3 trin.
- Saml helt nye BFB-produkter fra apoteksbutikker og rengør dem grundigt efter at have fjernet produktet fra emballagen. Vask hver BFB ved hjælp af vaskemiddelvand (gentag 3 gange ved stuetemperatur-RT) og destilleret vand (gentaget 3 gange, RT). Til sidst skylles BFB 3 gange ved hjælp af DI-vand ved RT.
Forsigtig: BFB må ikke rengøres ved hjælp af sonikering. Selvom sonikering er meget udbredt i laboratorier til blanding og rengøring, kan sonikering af BFB alvorligt skade flaskeoverfladen og forårsage MP frigivelse fra PP-produkter inden for 1 minut. - BFB suges i 95 °C DI vand (punkt 1.3) for at sterilisere flasken. For at undgå, at BFB flyder, skal du trykke lidt på ydersiden af BFB ved hjælp af en pincet i rustfrit stål og sikre, at hele flaskekroppen nedsænkes i vandet.
- Efter 5 minutter skal du tage flasken ud og flytte den til en ren glasdisk. Under lufttørringstrinnet skal flasken vendes på glasskiven, indtil der ikke er tegn på dråber.
- Der hældes 180 mL varmt DI-vand (70 °C fra punkt 1.2, svarende til WHO's retningslinjer) i den lufttørrede flaske. Dæk derefter flasken straks ved hjælp af en glas petriskål og læg den i en rystende seng.
- For at simulere formelblandingsprocessen skal flasken rystes med en hastighed på 180 omdrejninger i 60 sekunder. Når flasken er rystet, skal du flytte den til en ren glasplade og lade den køle af.
3. Prøveforberedelse til identifikation og kvantificering af mp
- Sonicate og grundigt skylle alle dele af glasset filter (diameter på 25 mm, glas tragt, fritted glas støtte base og modtager kolbe) ved hjælp af DI vand.
- Placer et stykke guldbelagt polycarbonat-PC membranfilter (porestørrelse på 0,8 μm, Au belægningslagtykkelse på 40 nm) midt i glasbasen.
- Saml glastragten og klemmen i rustfrit stål for at fikse membranfilteret. Til sidst tilsluttes det samlede glasfilter til en vakuumpumpe (Figur 2).
Forsigtig: For at sikre, at membranen klæber glat fast på overfladen af glasbasen, er det vigtigt at holde glasbasen våd. Om nødvendigt skal 1-2 dråber DI-vand tabes på overfladen af glasbasen, før membranfilteret placeres.
- Den afkølede vandprøve blandes forsigtigt i BFB (fra punkt 2.3), og derefter overføres en vis mængde vandprøve til glastragten ved hjælp af en glaspipette. Tænd vakuumpumpen, så vandprøven kan filtrere langsomt gennem membranfilteret.
- Efter filtrering vaskes det indre af glastragten ved hjælp af DI-vand for at sikre, at der ikke er partikler, der klæber på tragten.
Forsigtig: For at undgå overlapning af partiklerne på overfladen af membranfilteret er det vigtigt omhyggeligt at vælge den korrekte mængde vand, der passerer gennem filteret. BBFB'er frigiver et stort antal partikler, så der er behov for 3-5 membranfiltre for at filtrere hele vandprøvens volumen.
- Efter filtrering vaskes det indre af glastragten ved hjælp af DI-vand for at sikre, at der ikke er partikler, der klæber på tragten.
- Frakoble vakuumpumpen og demontere glasfilteret. Tag derefter forsigtigt membranfilteret ud ved hjælp af en pincet i rustfrit stål, og flyt det til et rent dækglas. Fastgør membranfilteret på dækglasset ved hjælp af et lille stykke papirbånd. Straks opbevares prøven i et rent glas Petri parabol.
4. Prøveforberedelse til AFM-topografikarakterisering
- Forbered en ren silicium wafer. En vandprøve på 50 μL (fra punkt 2.3) på siliciumskiflens overflade tabes, og den tørres i en ovn ved en temperatur på ca. 103 °C. Gentag denne proces, hvis MP-niveauet i vandprøven er lavt.
- Efter 1 times tørring skal du flytte waferen til en ren glas petriskål og lad den køle af i en ekssikkator.
- Når vaflen er afkølet, opbevares prøven i en tør og ren glas petriskål.
5. Identifikation og kvantificering af mp ved hjælp af Raman-spektroskopi
- Kalibrer Raman-systemet ved hjælp af en nul-ordre korrektion og en silicium wafer. Sørg for, at toppen placering af silicium wafer er på 520,7 cm-1, og at peak intensitet er højere end 6000 a.u. når laser intensitet er på 100%.
- Konfigurer parametrene for Raman-systemet for at opnå MP-spektre med høj signal til støj, samtidig med at man undgår afbrænding af parlamentsmedlemmer. Indstil systemet som følger: 532 nm excitationslaser, fjern kosmisk stråle, laserintensitet på 10% (lasereffekt på 0,18 mW), spektralopløsning på 1,5 cm-1, eksponeringstid på 10-20 sekunder, akkumulering af 10-40 gange og spektralområde på 200-3200 cm-1. Figur 3 viste typiske spektre af parlamentsmedlemmer med akkumuleringstider fra 1 s til 400 s.
Forsigtig: Test ikke partikler ved hjælp af 100% laser direkte for at undgå hurtig forbrænding (kan brændes på 1 minut, hvis partikel er lille). Brug lav intensitet (10-50%) at udføre testen først. - Filterprøven placeres (fra afsnit 3.3) midt i Raman-prøvestadiet. Vælg fire repræsentative pletter (2 pletter er i mellemområdet, mens andre 2 pletter er tæt på kanten af arbejdsområdet, figur 3C) på membranfilteret for at udføre testen (samlet testområde omkring 1,5 mm2).
- Overhold og fotografere partiklerne på overfladen af membranfilteret ved hjælp af et optisk mikroskop (100x) efterfulgt af kemisk identifikation ved hjælp af Raman-spektroskopi.
- Raman-spektret, der er opnået, sammenlignes med referencestandardens polymerspektre (fra bulkmateriale fra BFB og tidligere publikation22).
- Partiklernes kemiske egenskab bestemmes ved hjælp af de intensive toppe i området 2780-2980, 1400-1640 og 709-850 cm-1, svarende til de strækvibrationer i CH/CH2/CH3- og C-C-grupper, der er forbundet med polymermaterialer (Figur 3).
- Analyser størrelsen og mængden af de identificerede parlamentsmedlemmer ved hjælp af ImageJ.
- Parlamentsmedlemmerkoncentrationen i vandprøven opnås på grundlag af det afprøvede område, det samlede arbejdsområde (227 mm2)og det kendte filtrerede prøvevolumen.
- De bekræftede parlamentsmedlemmer klassificeres i 5 grupper med hensyn til størrelse: 0,8-5 μm, 5-20 μm, 20-50 μm, 50-100 μm og > 100 μm.
- Endelig bestemme parlamentsmedlemmer mængde i en liter vandprøve baseret på den filtrerede prøve volumen, antallet af parlamentsmedlemmer registreret og testet område af membranfilteret.
6. Topografisk karakterisering af MP ved hjælp af AFM
- Udstyr AFM-systemet (NT-MDT) med en tryktilstandssonde. Kalibrer systemet ved hjælp af en SHS (Step Height Standard). Opsæt systemet under optimale arbejdsforhold: scanningshastigheden er 1 Hz, scanningsstørrelsen er 10-50 μm, justeringsfrekvensen er omkring 160 kHz, og scanningslinjen er 512 pixel.
- Siliciumskiflen fastgøres (fra punkt 4.3) på AFM-prøvestadiet. Målpartiklerne observeres og fotograferes på siliciumskiflens overflade efterfulgt af kemisk identifikation ved hjælp af metoden i afsnit 5.
- Skift systemet til AFM-tilstand (Raman-spektroskopien og AFM samles i ét system) og test topografien af identificerede parlamentsmedlemmer.
- Analyser 3d-dataene ved hjælp af Gwyddion 2.54-software. Brug muligheden for profil til at opnå partikeldimensioner og gennemsnitshøjder, mens du 3D-visning for at opnå 3D-struktur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
For at validere denne protokol blev vandprøven fremstillet ved at tilsætte standard mikroplastkugler af polystyren (en diameter på 2,0 ± 0,1 μm) til DI-vand. Den tilføjede MP-mængde svarede til 4.500.000 partikler/L, hvilket svarer til MP-frigivelsesniveauet fra BFB'er. Efter protokolafsnit 2-3 blev parlamentsmedlemmerne indsamlet med succes (figur 4A), og inddrivelsesprocenten var 92,4-101,2%. Denne inddrivelsesprocent kan sammenlignes med en tidligere undersøgelse af parlamentsmedlemmer23. Ved hjælp af ImageJ var standardmødningsmedlemmernes påviste diameter 2,04±0,08 μm (hvor ± repræsenterer standardfejl i middelværdien), hvilket er ca. 102,2 % af den designede størrelse (2,0 ± 0,1 μm). I mellemtiden blev den potentielle interferens fra andre typer parlamentsmedlemmer, såsom PP og PE, også testet for, men ingen blev fundet i disse standard PS vandprøver. Derfor undgår den udviklede protokol forurening og er en pålidelig test af MP-frigivelse fra BBFB'er.
Denne protokol blev brugt til at teste MP-udgivelsen fra otte populære BFB-produkter. Figur 4B viste de typiske parlamentsmedlemmer, der blev indsamlet på overfladen af membranfilteret. Under den kemiske bestemmelse ved hjælp af Raman spektroskopi (Figur 3) blev toppe i området 2830-2970 cm-1 mere og mere signifikante med den øgede akkumuleringstid. Disse toppe afspejler de strækvibrationer i CH/CH2/CH3-grupper, som kan bruges til at identificere parlamentsmedlemmer. Et stort antal parlamentsmedlemmer blev løsladt under brugen af BBFB'er. Parlamentsmedlemmernes niveauer varierede fra 1,31 millioner til 16,20 millioner partikler pr. liter (figur 5). Dette resultat er 3-5 størrelsesordener højere end de tidligere rapporterede niveauer af parlamentsmedlemmer i drikkevand24. Det er tydeligt, at babyer sandsynligvis oplever høje niveauer af parlamentsmedlemmer eksponering.
Figur 6 viser de typiske topografikort over parlamentsmedlemmer, der er registreret ved hjælp af protokolafsnit 1, 2, 4 og 6. For store parlamentsmedlemmer på ca. 8 μm i sidestørrelse (P1 i figur 6) er den gennemsnitlige tykkelse 0,82 μm. For mindre parlamentsmedlemmer omkring 3 μm i lateral størrelse (P2 i figur 6) er tykkelsen tæt på 0,25 μm. Generelt er tykkelsen af de parlamentsmedlemmer, der frigives fra BFB, omkring en tiendedel af lateralstørrelsen. Det er også bemærkelsesværdigt, at overfladen tekstur af parlamentsmedlemmer er rig på nano-størrelse bump og dale, som kan øge deres absorptionskapacitet. Tidligere undersøgelser viste, at parlamentsmedlemmer er effektive bærere af forurenende stoffer, såsom pesticider25,26. Den observerede topografi af parlamentsmedlemmer findes her er sandsynligvis en vigtig bidragyder til den høje bæreevne af parlamentsmedlemmer.
Figur 1: Diagrammet over prøveforberedelse og -test. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Samling af glasfilteret og -pumpen. 2-samlet glasfilter; 3-glas overførsel pipette; 4-vakuumpumpe; 5- gensidig shaker. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Typiske Ramanspektre til bestemmelse af parlamentsmedlemmer. (B) Raman-spektre af en potentiel MP med forskellig anskaffelsestid (1 s, 10 s, 100 s, 400 s). (C) De repræsentative prøvede pletter. Filtermembranens samlede diameter er 25 mm i diameter med et reelt arbejdsområde med en diameter på 17 mm. De fire hvide bokse angiver fuldstændige repræsentative steder til Raman-test. 2 pladser er i det midterste område, mens de andre 2 pletter er tæt på kanten af arbejdsområdet. I alt er det afprøvede areal af de fire pletter 1,5 mm2. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Typisk optisk billede af standard PS parlamentsmedlemmer og parlamentsmedlemmer frigivelse fra BFB, henholdsvis. (A) Det optiske billede af standard PS parlamentsmedlemmer. Partikel indersiden af den røde boks blev bekræftet som typisk PS MP. (B) Det optiske billede af MP-udslip fra BBFB'er. Partikel inde i den røde boks blev bekræftet som en typisk MP. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: Mængden af parlamentsmedlemmer, der blev frigivet fra BFB-plastprodukter. Fejllinjen angiver standardfejlen for middelværdien. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: Typisk 3D-billede af parlamentsmedlemmer frigivelse fra BFB. (A) AFM billede af typiske parlamentsmedlemmer frigivelse fra BFB. (B) Uddraget tværsnit profiler af parlamentsmedlemmer. (C) Den 3D topografiske billede af de frigivne parlamentsmedlemmer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Selv om undersøgelsen af parlamentsmedlemmer i marine og ferskvand er blevet bredt rapporteret, og den relevante standardprotokol er blevet udviklet17, undersøgelsen af daglig brug plastprodukter er et vigtigt spirende forskningsområde. De forskellige miljøforhold, som husholdningsplastprodukter oplever, betyder, at der er behov for ekstra omhu og indsats for at opnå pålidelige resultater. Undersøgelsesprotokollen skal være i overensstemmelse med de reelle scenarier for daglig brug. For eksempel er sonikering meget udbredt i lab-tests til at rense prøver. Det blev dog konstateret, at 1 minuts sonikering kan alvorligt skade BFB's overflade, hvilket resulterer i niveauer af MP frigive en størrelsesorden højere. Lignende polymerbrud på grund af sonikering blev også rapporteret tidligere27, hvilket indikerer, at sonikering ikke er en passende rengøringsmetode til plastprøveforberedelse i MP-undersøgelser.
Desuden skal potentielle forureningskilder identificeres og elimineres. Kedler bruges i vid udstrækning til at forberede varmt vand, hvilket er nødvendigt for BFB-testen. En enkelt kog kan dog generere op til 30 millioner partikler pr. Liter i en plastkedel13. Mikrobølgeovne er en ikke-kontakt metode til at forberede varmt vand, når der er sørget for at fjerne lokal opvarmning. Til filtrering anbefales en glasoverførselspipette snarere end den plastiske (normalt lavet af PP). For helt nye PP-produkter er det blevet rapporteret, at en stor mængde parlamentsmedlemmer er fastgjort til overfladen på grund af fremstillingsprocessen 15, så man skal sørge for korrekt rengøring af alle produkter, før testen begynder. Sammenfattende skal forskeren være på vagt for at undgå enhver procedure, der kan påvirke de målte niveauer af MP-frigivelse fra BBFB'er negativt.
Det skal bemærkes, at protokollen ikke kan tage højde for alle typer MP-udgivelse. På grund af brugen af et filter med en porestørrelse på 0,8 μm er nanopartikler mindre end 0,8 μm uden for denne metodes anvendelsesområde. Desuden følger de enkelte forældre muligvis ikke WHO's retningslinjer, som protokollen er baseret på, således at parlamentsmedlemmernes niveau i den forberedte formel i det virkelige liv kan være væsentligt forskelligt fra det, der rapporteres her.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre. Fremlæggelsen af materialet i denne publikation indebærer ikke, at Trinity College Dublin har udtalt sig om specifikke virksomheder eller visse producenters produkter, og det betyder ikke, at de støttes, anbefales, kritiseres eller på anden måde kritiseres af Trinity College Dublin frem for andre af lignende art. Fejl og udeladelser undtaget. Der er truffet alle rimelige forholdsregler for at kontrollere oplysningerne i denne publikation. Det offentliggjorte materiale distribueres dog uden nogen form for garanti, hverken udtrykt eller underforstået. Ansvaret for fortolkningen og brugen af materialet ligger hos læseren. Trinity College Dublin er under ingen omstændigheder erstatningspligtig som følge af dets anvendelse.
Acknowledgments
Forfatterne sætter pris på Enterprise Ireland (grant number CF20180870) og Science Foundation Ireland (tilskudsnumre: 20/FIP/PL/8733, 12/RC/2278_P2 og 16/IA/4462) for finansiel støtte. Vi anerkender også økonomisk støtte fra School of Engineering Scholarship på Trinity College Dublin og China Scholarship Council (201506210089 og 201608300005). Derudover sætter vi pris på den professionelle hjælp fra professor Sarah Mc Cormack og teknikerhold (David A. McAulay, Mary O'Shea, Patrick L.K. Veale, Robert Fitzpatrick og Mark Gilligan osv.) fra Trinity Civil, Structural and Environmental Department og AMBER Research Centre.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| AFM cantilever | NANOSENSORS | PPP-NCSTAuD-10 | To obtain three-dimensional topography of PP MPs |
| Atomic force microscope | Nova | NT-MDT | To obtain three-dimensional topography of PP MPs |
| Detergent | Fairy Original | 1015054 | To clean the brand-new product |
| Gold-coated polycarbonate-PC membrane filter-0.8 um | APC, Germany | 0.8um25mmGold | To collect microplastics in water and benefit for Raman test |
| Gwyddion software | Gwyddion | Gwyddion2.54 | To determine MPs topography |
| ImageJ software | US National Institutes of Health | No, free for use | To determine MPs size |
| Microwave oven | De'longhi, Italy | 815/1195 | Hot water preparation |
| Optical microscope, x100 | Mitutoyo, Japan | 46-147 | To find and observe the small MPs |
| Raman spectroscopy | Renishaw | InVia confocal Raman system | To checmically determine the PP-MPs |
| Shaking bed-SSL2 | Stuart, UK | 51900-64 | To mimic the mixing process during sample preparaton |
| Standard polystyrene microplastic spheres | Polysciences, Europe | 64050-15 | To validate the robusty of current protocol |
| Tansfer pipette with glass tip | Macro, Brand | 26200 | To transfer water sample to glass filter |
| Ultrasonic cleaner | Witeg, Germany | DH.WUC.D06H | To clean the glassware |
| Vacuum pump | ILMVAC GmbH | 105697 | To filter the water sample |
References
- Law, K. L., Thompson, R. C.
- Thompson, R. C., et al. Lost at sea: where is all the plastic. Science. 304 (5672), 838 (2004).
- Coburn, C. Microplastics and gastrointestinal health: how big is the problem. The Lancet Gastroenterology & Hepatology. 4 (12), 907 (2019).
- The Lancet Planetary Health. Microplastics and human health-an urgent problem. The Lancet Planetary Health. 1 (7), 254 (2017).
- Foley, C. J., Feiner, Z. S., Malinich, T. D., Höök, T. O. A meta-analysis of the effects of exposure to microplastics on fish and aquatic invertebrates. Science of the Total Environment. 631, 550-559 (2018).
- Chae, Y., An, Y. -J. Effects of micro-and nanoplastics on aquatic ecosystems: Current research trends and perspectives. Marine Pollution Bulletin. 124 (2), 624-632 (2017).
- Lu, L., Wan, Z., Luo, T., Fu, Z., Jin, Y. Polystyrene microplastics induce gut microbiota dysbiosis and hepatic lipid metabolism disorder in mice. Science of the total environment. 631, 449-458 (2018).
- Yang, Y. -F., Chen, C. -Y., Lu, T. -H., Liao, C. -M. Toxicity-based toxicokinetic/toxicodynamic assessment for bioaccumulation of polystyrene microplastics in mice. Journal of Hazardous Materials. 366, 703-713 (2019).
- Mattsson, K., et al. Brain damage and behavioural disorders in fish induced by plastic nanoparticles delivered through the food chain. Scientific Reports. 7 (1), 11452 (2017).
- Ibrahim, Y. S., et al. Detection of microplastics in human colectomy specimens. JGH Open. , (2021).
- Ragusa, A., et al. Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta. Environment International. 146, 106274 (2021).
- Schwabl, P., et al. Detection of various microplastics in human stool: a prospective case Series. Annals of Internal Medicine. 171 (7), 453-457 (2019).
- Sturm, M. T., Kluczka, S., Wilde, A., Schuhen, K. Determination of particles produced during boiling in differenz plastic and glass kettles via comparative dynamic image analysis using FlowCam. Analytik News. , (2019).
- Ranjan, V. P., Joseph, A., Goel, S. Microplastics and other harmful substances released from disposable paper cups into hot water. Journal of Hazardous Materials. 404, 124118 (2020).
- Fadare, O. O., Wan, B., Guo, L. -H., Zhao, L. Microplastics from consumer plastic food containers: Are we consuming it. Chemosphere. 253, 126787 (2020).
- Hernandez, L. M., et al. Plastic teabags release billions of microparticles and nanoparticles into tea. Environmental Science & Technology. 53 (21), 12300-12310 (2019).
- Frias, J., et al. Standardised protocol for monitoring microplastics in sediments. Deliverable 4.2. , (2018).
- Li, D., et al. Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation. Nature Food. , (2020).
- Imhof, H. K., et al. Pigments and plastic in limnetic ecosystems: A qualitative and quantitative study on microparticles of different size classes. Water Research. 98, 64-74 (2016).
- Oßmann, B. E., et al. Small-sized microplastics and pigmented particles in bottled mineral water. Water Research. 141, 307-316 (2018).
- World Health Organization. How to prepare formula for bottle-feeding at home. World Health Organization. , (2007).
- Käppler, A., et al. Analysis of environmental microplastics by vibrational microspectroscopy: FTIR, Raman or both. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 408 (29), 8377-8391 (2016).
- Zhao, S., Danley, M., Ward, J. E., Li, D., Mincer, T. J. An approach for extraction, characterization and quantitation of microplastic in natural marine snow using Raman microscopy. Analytical Methods. 9 (9), 1470-1478 (2017).
- World Health Organization.
- Sunta, U., Prosenc, F., Trebše, P., Bulc, T. G., Kralj, M. B. Adsorption of acetamiprid, chlorantraniliprole and flubendiamide on different type of microplastics present in alluvial soil. Chemosphere. 261, 127762 (2020).
- Gong, W., et al. Comparative analysis on the sorption kinetics and isotherms of fipronil on nondegradable and biodegradable microplastics. Environmental Pollution. 254, 112927 (2019).
- Wong, M., Moyse, A., Lee, F., Sue, H. -J. Study of surface damage of polypropylene under progressive loading. Journal of Materials Science. 39 (10), 3293-3308 (2004).
