Name: Bemonstering, identificatie en karakterisering van microplastics vrijkomen uit polypropyleen babyvoedingsfles tijdens dagelijks gebruik (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-07-24T14:45:00.000+00:00
Duration: 5 min 48 s
Description: Leer een betrouwbaar protocol voor het kwantificeren van microplastics uit polypropyleen babyflessen tijdens dagelijks gebruik. Deze methode combineert filtratie, Raman-spectroscopie en AFM voor nauwkeurige detectie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs waarderen de Enterprise Ireland (subsidienummer CF20180870) en Science Foundation Ireland (subsidienummers: 20/FIP/PL/8733, 12/RC/2278_P2 en 16/IA/4462) voor financiële steun. We erkennen ook financiële steun van de School of Engineering Scholarship van Trinity College Dublin en China Scholarship Council (201506210089 en 201608300005). Daarnaast waarderen we de professionele hulp van Prof. Sarah Mc Cormack en technicusteams (David A. McAulay, Mary O'Shea, Patrick L.K. Veale, Robert Fitzpatrick en Mark Gilligan enz.) van Trinity Civil, Structural and Environmental Department en AMBER Research Centre.

1. Warmwaterbereiding
<ol><li>Gebruik voor alle hardware die in contact komt met de monsters schoon glas van borosilicaat 3.3 om mogelijke verontreiniging te voorkomen. Maak al het glaswerk grondig schoon. Let op:Reeds bestaande krassen of onvolkomenheden op glaswerk kunnen deeltjes afgeven tijdens het verwarmings- en schudproces. We raden gebruikers aan het glaswerk te controleren en het gebruik van het bekraste glaswerk te vermijden. Onze vergelijking van glaswerk gemaakt van verschillende glazen (zoals soda-limoen en borosilicaat) toonde aan dat borosilicaat 3.3 de laagste hoeveelheid glasdeeltjes vrijgeeft (kan worden gescreend door Raman-spectroscopie), en we raden het gebruik van borosilicaat 3.3 glaswerk in alle tests aan.</li>
	<li>Giet 360 ml DI water in een glazen bekerglas. Bedek het bekerglas met een schone glazen schijf. Verplaats het vervolgens naar een gloednieuwe magnetron en verwarm het gedurende 2,5 minuten op volle ovenkracht. Na zachtjes schudden om eventuele temperatuurgradiënten als gevolg van ongelijkmatige verwarming te verwijderen, is de temperatuur van het water in het bekerglas 70 °C en klaar voor monstervoorbereiding.</li>
	<li>Bereid 95 °C water voor op BFB-sterilisatie door 1 L DI-water in glaswerk te gieten en gedurende 14 minuten in een magnetron te verwarmen. Let op: Gebruik nooit plastic waterkokers om warm water te bereiden. De plastic waterkoker zelf geeft miljoenen parlementsleden vrij in het hete water tijdens het kookproces13.</li>
</ol>2. MP-release tijdens formulevoorbereiding
OPMERKING: Zorgvuldig volgen van het standaard formulevoorbereidingsproces (reinigen, steriliseren en mengen) aanbevolen door de WHO21, de parlementsleden die tijdens de formulevoorbereiding uit BBFB's zijn vrijgelaten, worden in de volgende 3 stappen nagebootst.
<ol><li>Verzamel gloednieuwe BFB-producten bij apotheekwinkels en maak ze grondig schoon nadat u het product uit de verpakking hebt verwijderd. Was elke BFB met wasmiddelwater (herhaal 3 keer bij kamertemperatuur-RT) en gedestilleerd water (3 keer herhaald, RT). Spoel de BFB ten slotte 3 keer af met DI-water bij RT. Let op: Reinig de BFB niet met behulp van sonicatie. Hoewel sonicatie veel wordt gebruikt in laboratoria voor mengen en reinigen, kan de sonicatie van BFB het flesoppervlak ernstig beschadigen en mp-afgifte van PP-producten binnen 1 minuut veroorzaken.</li>
	<li>Week de BFB in 95 °C DI water (punt 1.3) om de fles te steriliseren. Om het drijven van de BFB te voorkomen, drukt u de buitenkant van de BFB lichtjes in met een roestvrijstalen pincet en zorgt u ervoor dat het hele flessenlichaam in het water onderdompelt.<ol>
<li>Haal na 5 minuten de fles eruit en verplaats deze naar een schone glazen schijf. Keer tijdens de luchtdroogstap de fles op de glazen schijf om totdat er geen sporen van druppels zijn.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Giet 180 ml heet DI-water (70 °C, vanaf punt 1.2, overeenkomstig de WHO-richtlijnen) in de luchtgedroogde fles. Bedek de fles vervolgens onmiddellijk met een glazen petrischaal en plaats deze in een schuddend bed.<ol>
<li>Om het formulemengproces te simuleren, schudt u de fles gedurende 60 seconden met een snelheid van 180 tpm. Na het schudden verplaatst u de fles naar een schone glasplaat en laat u deze afkoelen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Monstervoorbereiding voor mp-identificatie en kwantificering
<ol><li>Soniceer en spoel alle delen van het glasfilter (diameter van 25 mm, glazen trechter, gefoleerde glazen steunvoet en ontvangerkolf) grondig af met DI-water.<ol>
<li>Plaats een stuk goudgecoat polycarbonaat-PC membraanfilter (poriegrootte van 0,8 μm, Au-coatinglaagdikte van 40 nm) in het midden van de glazen basis.</li>
		<li>Monteer de glazen trechter en roestvrijstalen klem om het membraanfilter te bevestigen. Sluit ten slotte het gemonteerde glasfilter aan op een vacuümpomp (figuur 2). Let op: Om ervoor te zorgen dat het membraan soepel op het oppervlak van de glazen basis blijft plakken, is het belangrijk om de glazen basis nat te houden. Indien nodig moeten 1-2 druppels DI-water op het oppervlak van de glazen basis worden gedropt voordat het membraanfilter wordt geplaatst.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Meng het gekoelde watermonster voorzichtig in de BFB (uit punt 2.3) en breng vervolgens een bepaalde hoeveelheid van het watermonster over naar de glazen trechter met behulp van een glazen pipet. Schakel de vacuümpomp in zodat het watermonster langzaam door het membraanfilter kan filteren.<ol>
<li>Was na het filteren de binnenkant van de glazen trechter met DI-water om ervoor te zorgen dat er geen deeltjes op de trechter blijven plakken. Let op: Om overlapping van de deeltjes op het oppervlak van het membraanfilter te voorkomen, is het belangrijk om zorgvuldig het juiste volume water te kiezen dat door het filter wordt gepasseerd. BBFBs geven een groot aantal deeltjes vrij, zodat 3-5 membraanfilters nodig zijn om het volledige volume van het watermonster te filteren.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Koppel de vacuümpomp los en demonteer het glasfilter. Verwijder vervolgens voorzichtig het membraanfilter met een roestvrijstalen pincet en verplaats het naar een schoon afdekglas. Bevestig het membraanfilter op het afdekglas met een klein stukje papiertape. Bewaar het monster onmiddellijk in een schone glazen petrischaal.</li>
</ol>4. Voorbeeldvoorbereiding voor AFM topografie karakterisering
<ol><li>Maak een schone siliconen wafer klaar. Laat een watermonster van 50 μL (uit rubriek 2.3) op het oppervlak van de siliciumwafel vallen en droog het in een oven bij een temperatuur van ongeveer 103 °C. Herhaal dit proces als het MP-niveau in het watermonster laag is.</li>
	<li>Na 1 uur drogen, verplaats de wafel naar een schoon glas Petrischaal en laat het afkoelen in een desiccator.</li>
	<li>Nadat de wafel is afgekoeld, bewaart u het monster in een droge en schone glazen petrischaal.</li>
</ol>5. MP-identificatie en kwantificering met behulp van Raman-spectroscopie
<ol><li>Kalibreer het Raman-systeem met behulp van een nul-orde correctie en een silicium wafer. Zorg ervoor dat de pieklocatie van siliciumwafels op 520,7 cm-1 ligt en dat de piekintensiteit hoger is dan 6000 a.u. wanneer de laserintensiteit op 100% ligt.</li>
	<li>Stel de parameters van het Raman-systeem in om mp-spectra met een hoog signaal naar ruis te verkrijgen terwijl het branden van parlementsleden wordt vermeden. Stel het systeem als volgt in: 532 nm excitatielaser, verwijder kosmische straal, laserintensiteit van 10% (laservermogen van 0,18 mW), spectrale resolutie van1,5 cm -1,belichtingstijd van 10-20 seconden, accumulaties van 10-40 keer en spectraal bereik van20-40cm. Figuur 3 toonde typische spectra van parlementsleden met accumulatietijden van 1 s tot 400 s. Let op: Test geen deeltjes met 100% laser direct om de snelle verbranding te voorkomen (kan in 1 minuut worden verbrand als het deeltje klein is). Gebruik lage intensiteit (10-50%) om de test eerst uit te voeren.</li>
	<li>Plaats het filtermonster (uit punt 3.3) in het midden van de raman-monsterfase. Kies vier representatieve vlekken (2 vlekken bevinden zich in het middelste gebied, terwijl andere 2 vlekken zich dicht bij de rand van het werkgebied bevinden, figuur 3C) op het membraanfilter om de test uit te voeren (totaal testgebied ongeveer 1,5 mm2).</li>
	<li>Observeer en fotografeer de deeltjes op het oppervlak van het membraanfilter met behulp van een optische microscoop (100x), gevolgd door chemische identificatie met behulp van Raman-spectroscopie.<ol>
<li>Vergelijk het Raman-spectrum verkregen met de referentiestandaard polymeerspectra (uit bulkmateriaal van BFB en eerdere publicatie22).</li>
		<li>Bepaal de chemische eigenschap van de deeltjes met behulp van de intensieve pieken in het bereik van 2780-2980, 1400-1640 en 709-850 cm-1, overeenkomend met de uitrekkende trillingen van CH/CH2/CH3 en C-C-groepen geassocieerd met polymeermaterialen (figuur 3).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Analyseer de grootte en hoeveelheid van de geïdentificeerde parlementsleden met behulp van ImageJ.<ol>
<li>Verkrijg de concentratie van de parlementsleden in het watermonster op basis van het geteste gebied, het totale werkgebied (227 mm2)en het bekende gefilterde monstervolume.</li>
		<li>Classificeer de bevestigde parlementsleden in 5 groepen in termen van de grootte: 0,8-5 μm, 5-20 μm, 20-50 μm, 50-100 μm en > 100 μm.</li>
		<li>Bepaal ten slotte de hoeveelheid parlementsleden in één liter watermonster op basis van het gefilterde monstervolume, het aantal geregistreerde en geteste parlementsleden in het membraanfilter.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. MP topografische karakterisering met behulp van AFM
<ol><li>Rust het AFM-systeem (NT-MDT) uit met een tapmodussonde. Kalibreer het systeem met behulp van een staphoogtestandaard (SHS). Stel het systeem in onder optimale werkomstandigheden: de scansnelheid is 1 Hz, de scangrootte is 10-50 μm, de stemfrequentie is ongeveer 160 kHz en de scanlijn is 512 pixels.</li>
	<li>Bevestig de siliconen wafer (uit paragraaf 4.3) op de steekproeffase van de AFM. Observeer en fotografeer de doeldeeltjes op het oppervlak van de siliciumwafel, gevolgd door chemische identificatie volgens de methode in rubriek 5.</li>
	<li>Schakel het systeem over naar afm-modus (de Raman spectroscopie en AFM zijn in één systeem geassembleerd) en test de topografie van geïdentificeerde parlementsleden.</li>
	<li>Analyseer de 3d-gegevens met behulp van Gwyddion 2.54-software. Gebruik de optie van profiel om de deeltjesafmetingen en gemiddelde hoogten te verkrijgen terwijl 3D-weergave om 3D-structuur te verkrijgen.</li>
</ol>

<ol><li>Law, K. L., Thompson, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+in+the+seas%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Microplastics in the seas.</a> Science. 345 (6193), 144-145 (2014).</li>
<li>Thompson, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lost+at+sea%3A+where+is+all+the+plastic%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Lost at sea: where is all the plastic.</a> Science. 304 (5672), 838(2004).</li>
<li>Coburn, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+and+gastrointestinal+health%3A+how+big+is+the+problem%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Gastroenterology+%26+Hepatology%22%5BJournal%5D)">Microplastics and gastrointestinal health: how big is the problem.</a> The Lancet Gastroenterology & Hepatology. 4 (12), 907(2019).</li>
<li>The Lancet Planetary Health. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+and+human+health-an+urgent+problem%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Planetary+Health%22%5BJournal%5D)">Microplastics and human health-an urgent problem.</a> The Lancet Planetary Health. 1 (7), 254(2017).</li>
<li>Foley, C. J., Feiner, Z. S., Malinich, T. D., Höök, T. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+meta-analysis+of+the+effects+of+exposure+to+microplastics+on+fish+and+aquatic+invertebrates%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+the+Total+Environment%22%5BJournal%5D)">A meta-analysis of the effects of exposure to microplastics on fish and aquatic invertebrates.</a> Science of the Total Environment. 631, 550-559 (2018).</li>
<li>Chae, Y., An, Y. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+micro-and+nanoplastics+on+aquatic+ecosystems%3A+Current+research+trends+and+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Pollution+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Effects of micro-and nanoplastics on aquatic ecosystems: Current research trends and perspectives.</a> Marine Pollution Bulletin. 124 (2), 624-632 (2017).</li>
<li>Lu, L., Wan, Z., Luo, T., Fu, Z., Jin, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polystyrene+microplastics+induce+gut+microbiota+dysbiosis+and+hepatic+lipid+metabolism+disorder+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+the+total+environment%22%5BJournal%5D)">Polystyrene microplastics induce gut microbiota dysbiosis and hepatic lipid metabolism disorder in mice.</a> Science of the total environment. 631, 449-458 (2018).</li>
<li>Yang, Y. -F., Chen, C. -Y., Lu, T. -H., Liao, C. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toxicity-based+toxicokinetic%2Ftoxicodynamic+assessment+for+bioaccumulation+of+polystyrene+microplastics+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Toxicity-based toxicokinetic/toxicodynamic assessment for bioaccumulation of polystyrene microplastics in mice.</a> Journal of Hazardous Materials. 366, 703-713 (2019).</li>
<li>Mattsson, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+damage+and+behavioural+disorders+in+fish+induced+by+plastic+nanoparticles+delivered+through+the+food+chain%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Brain damage and behavioural disorders in fish induced by plastic nanoparticles delivered through the food chain.</a> Scientific Reports. 7 (1), 11452(2017).</li>
<li>Ibrahim, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+microplastics+in+human+colectomy+specimens%5BTitle%5D)+AND+%22JGH+Open%22%5BJournal%5D)">Detection of microplastics in human colectomy specimens.</a> JGH Open. , (2021).</li>
<li>Ragusa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasticenta%3A+First+evidence+of+microplastics+in+human+placenta%5BTitle%5D)+AND+%22Environment+International%22%5BJournal%5D)">Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta.</a> Environment International. 146, 106274(2021).</li>
<li>Schwabl, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+various+microplastics+in+human+stool%3A+a+prospective+case+Series%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Internal+Medicine%22%5BJournal%5D)">Detection of various microplastics in human stool: a prospective case Series.</a> Annals of Internal Medicine. 171 (7), 453-457 (2019).</li>
<li>Sturm, M. T., Kluczka, S., Wilde, A., Schuhen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+particles+produced+during+boiling+in+differenz+plastic+and+glass+kettles+via+comparative+dynamic+image+analysis+using+FlowCam%5BTitle%5D)+AND+%22Analytik+News%22%5BJournal%5D)">Determination of particles produced during boiling in differenz plastic and glass kettles via comparative dynamic image analysis using FlowCam.</a> Analytik News. , (2019).</li>
<li>Ranjan, V. P., Joseph, A., Goel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+and+other+harmful+substances+released+from+disposable+paper+cups+into+hot+water%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Microplastics and other harmful substances released from disposable paper cups into hot water.</a> Journal of Hazardous Materials. 404, 124118(2020).</li>
<li>Fadare, O. O., Wan, B., Guo, L. -H., Zhao, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+from+consumer+plastic+food+containers%3A+Are+we+consuming+it%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Microplastics from consumer plastic food containers: Are we consuming it.</a> Chemosphere. 253, 126787(2020).</li>
<li>Hernandez, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plastic+teabags+release+billions+of+microparticles+and+nanoparticles+into+tea%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Plastic teabags release billions of microparticles and nanoparticles into tea.</a> Environmental Science & Technology. 53 (21), 12300-12310 (2019).</li>
<li>Frias, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardised+protocol+for+monitoring+microplastics+in+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Deliverable+4.2%22%5BJournal%5D)">Standardised protocol for monitoring microplastics in sediments.</a> Deliverable 4.2. , (2018).</li>
<li>Li, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastic+release+from+the+degradation+of+polypropylene+feeding+bottles+during+infant+formula+preparation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Food%22%5BJournal%5D)">Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation.</a> Nature Food. , (2020).</li>
<li>Imhof, H. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pigments+and+plastic+in+limnetic+ecosystems%3A+A+qualitative+and+quantitative+study+on+microparticles+of+different+size+classes%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Research%22%5BJournal%5D)">Pigments and plastic in limnetic ecosystems: A qualitative and quantitative study on microparticles of different size classes.</a> Water Research. 98, 64-74 (2016).</li>
<li>Oßmann, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small-sized+microplastics+and+pigmented+particles+in+bottled+mineral+water%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Research%22%5BJournal%5D)">Small-sized microplastics and pigmented particles in bottled mineral water.</a> Water Research. 141, 307-316 (2018).</li>
<li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+prepare+formula+for+bottle-feeding+at+home%5BTitle%5D)+AND+%22World+Health+Organization%22%5BJournal%5D)">How to prepare formula for bottle-feeding at home.</a> World Health Organization. , (2007).</li>
<li>Käppler, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+environmental+microplastics+by+vibrational+microspectroscopy%3A+FTIR%2C+Raman+or+both%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+and+Bioanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Analysis of environmental microplastics by vibrational microspectroscopy: FTIR, Raman or both.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 408 (29), 8377-8391 (2016).</li>
<li>Zhao, S., Danley, M., Ward, J. E., Li, D., Mincer, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+approach+for+extraction%2C+characterization+and+quantitation+of+microplastic+in+natural+marine+snow+using+Raman+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Methods%22%5BJournal%5D)">An approach for extraction, characterization and quantitation of microplastic in natural marine snow using Raman microscopy.</a> Analytical Methods. 9 (9), 1470-1478 (2017).</li>
<li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+in+drinking-water%5BTitle%5D)+AND+%22World+Health+Organization%22%5BJournal%5D)">Microplastics in drinking-water.</a> World Health Organization. , (2019).</li>
<li>Sunta, U., Prosenc, F., Trebše, P., Bulc, T. G., Kralj, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption+of+acetamiprid%2C+chlorantraniliprole+and+flubendiamide+on+different+type+of+microplastics+present+in+alluvial+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Adsorption of acetamiprid, chlorantraniliprole and flubendiamide on different type of microplastics present in alluvial soil.</a> Chemosphere. 261, 127762(2020).</li>
<li>Gong, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+analysis+on+the+sorption+kinetics+and+isotherms+of+fipronil+on+nondegradable+and+biodegradable+microplastics%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Pollution%22%5BJournal%5D)">Comparative analysis on the sorption kinetics and isotherms of fipronil on nondegradable and biodegradable microplastics.</a> Environmental Pollution. 254, 112927(2019).</li>
<li>Wong, M., Moyse, A., Lee, F., Sue, H. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+surface+damage+of+polypropylene+under+progressive+loading%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">Study of surface damage of polypropylene under progressive loading.</a> Journal of Materials Science. 39 (10), 3293-3308 (2004).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets bekend te maken. De presentatie van het materiaal in deze publicatie impliceert niet dat Trinity College Dublin een mening uitdraagt over specifieke bedrijven of producten van bepaalde fabrikanten en impliceert niet dat zij door Trinity College Dublin worden onderschreven, aanbevolen, bekritiseerd of anderszins in plaats van andere van vergelijkbare aard. Fouten en weglatingen uitgezonderd. Alle redelijke voorzorgsmaatregelen zijn genomen om de informatie in deze publicatie te verifiëren. Het gepubliceerde materiaal wordt echter verspreid zonder enige vorm van garantie, expliciet of impliciet. De verantwoordelijkheid voor de interpretatie en het gebruik van het materiaal ligt bij de lezer. Trinity College Dublin is in geen geval aansprakelijk voor schade die voortvloeit uit het gebruik ervan.

Hoewel de studie van parlementsleden in zee en zoet water op grote schaal is gerapporteerd en het relevante standaardprotocol is ontwikkeld17, is de studie van plastic producten voor dagelijks gebruik een belangrijk opkomend onderzoeksgebied. De verschillende omgevingsomstandigheden die huishoudelijke plastic producten ervaren, zorgen ervoor dat extra zorg en inspanningen nodig zijn om betrouwbare resultaten te verkrijgen. Het studieprotocol moet consistent zijn met de scenario's voor echt dagelij...

De meeste soorten kunststoffen zijn niet biologisch afbreekbaar, maar kunnen in kleine stukjes worden afgebroken als gevolg van chemische en fysische processen zoals oxidatie en mechanische wrijving1,2. Plastic stukken kleiner dan 5 mm worden geclassificeerd als microplastics (Parlementsleden). Parlementsleden zijn alomtegenwoordig en worden in bijna elke hoek van de wereld gevonden. Zij zijn een wereldwijde zorg geworden vanwege het potentiële risico voor mens en dier3,4. Tot op heden zijn significante ophopingen van parlementsleden gevonden bij vissen, vogels, insecten5,6 en zoogdieren (muis, in de darm, nier en lever7,8). Studies hebben aangetoond dat de blootstelling en accumulatie van parlementsleden het lipidenmetabolisme van muizen kan beschadigen7,8. Uit een risicobeoordeling gericht op vissen bleek dat parlementsleden van minder dan micron de bloed-hersenbarrière kunnen binnendringen en hersenschade kunnen veroorzaken9. Er zij op gewezen dat tot op heden alle mp-risicoresultaten zijn verkregen uit dierproeven, terwijl het specifieke risico voor de menselijke gezondheid nog onbekend is.
In de afgelopen twee jaar zijn de zorgen over de bedreiging van de menselijke gezondheid door het parlementslid aanzienlijk toegenomen met de bevestiging van de niveaus van menselijke blootstelling aan parlementsleden. De accumulatie van parlementsleden is gevonden in de menselijke dikke darm10, de placenta van zwangere vrouwen11 en volwassen ontlasting12. Een nauwkeurige bepaling van de afgifteniveaus van mp's is van cruciaal belang om blootstellingsbronnen te identificeren, het gezondheidsrisico te beoordelen en de efficiëntie van eventuele controlemaatregelen te evalueren. In de afgelopen jaren hebben sommige casestudies gemeld dat kunststoffen voor dagelijks gebruik (d.w.z. de plastic waterkoker13 en bekers voor eenmalig gebruik14) extreem grote hoeveelheden parlementsleden kunnen vrijgeven. Bijvoorbeeld, wegwerppapierbekers (met interieurs gelamineerd met polyethyleen-PE of copolymeerfilms), brachten ongeveer 250 micron grote parlementsleden en 102 miljoen deeltjes van submicronformaat uit in elke milliliter vloeistof na blootstelling aan 85-90 °C heet water14. Een studie van polypropyleen (PP) voedselcontainers meldde dat tot 7,6 mg plastic deeltjes uit de container vrijkomt bij eenmalig gebruik15. Nog hogere niveaus werden geregistreerd van theezakjes gemaakt van polyethyleentereftalaat (PET) en nylon, die ongeveer 11,6 miljard parlementsleden en 3,1 miljard parlementsleden ter grootte van nano vrijkwamen in een enkele kop (10 ml) van de drank16. Aangezien deze plastic producten voor dagelijks gebruik zijn ontworpen voor de bereiding van voedingsmiddelen en dranken, is het waarschijnlijk dat er grote hoeveelheden parlementsleden vrijkomen en dat de consumptie ervan een potentiële bedreiging vormt voor de menselijke gezondheid.
Studies over mp-afgifte van huishoudelijke plastic producten (d.w.z. de plastic waterkoker13 en bekers voor eenmalig gebruik14) bevinden zich in een vroeg stadium, maar de verwachting is dat dit onderwerp steeds meer aandacht zal krijgen van onderzoekers en het grote publiek. De in deze studies vereiste methoden verschillen aanzienlijk van die welke worden gebruikt in mariene of zoetwaterstudies bij kamertemperatuur waar reeds gevestigde protocollen bestaan17. Studies met betrekking tot het dagelijks gebruik van huishoudelijke plastic producten daarentegen brengen een veel hogere temperatuur (tot 100 °C) met zich mee, waarbij in veel gevallen herhaaldelijk terug wordt gefietst naar kamertemperatuur. Eerdere studies wezen erop dat kunststoffen die in contact komen met warm water miljoenen parlementsleden16,18kunnen vrijgeven . Bovendien kan het dagelijks gebruik van plastic producten na verloop van tijd de eigenschappen van het plastic zelf veranderen. Het is daarom cruciaal om een bemonsteringsprotocol te ontwikkelen dat de meest voorkomende scenario's voor dagelijks gebruik nauwkeurig nabootst. De detectie van microdeeltjes is een andere grote uitdaging. Eerdere studies wezen erop dat de afgifte van kunststofproducten door parlementsleden kleiner is dan 20 μm16,19,20. Detectie van dit soort parlementsleden vereist het gebruik van gladde membraanfilters met een kleine poriegrootte. Bovendien is het noodzakelijk om parlementsleden te onderscheiden van mogelijke verontreinigingen die door het filter worden opgevangen. Hoge gevoeligheid Raman spectroscopie wordt gebruikt voor chemische samenstelling analyse, die het voordeel van het vermijden van de noodzaak van hoge laser vermogen dat is bekend om gemakkelijk te vernietigen kleine deeltjes20. Daarom moet het protocol verontreinigingsvrije behandelingsprocedures combineren met het gebruik van optimale membraanfilters en voor een karakteriseringsmethode die snelle en nauwkeurige MP-identificatie mogelijk maakt.
De hier gerapporteerde studie richtte zich op de PP-gebaseerde babyvoedingsfles (BFB), een van de meest gebruikte plastic producten in het dagelijks leven. Er werd vastgesteld dat een groot aantal parlementsleden vrijkomt uit plastic BFB tijdens formulevoorbereiding18. Voor verder onderzoek naar mp-afgifte uit dagelijkse kunststoffen wordt hier de monstervoorbereidings- en detectiemethode voor BFB beschreven. Tijdens de monstervoorbereiding werd het door de WHO21 aanbevolen standaard formulebereidingsproces (reinigen, steriliseren en mengen) zorgvuldig gevolgd. Door de protocollen rond de WHO-richtlijnen te ontwerpen, zorgden we ervoor dat de MP-release van BBF's het voorbereidingsproces voor babyvoeding nabootste dat door ouders werd gebruikt. Het filterproces is ontworpen om de parlementsleden die zijn vrijgelaten uit BBFBs nauwkeurig te verzamelen. Voor de chemische identificatie van parlementsleden werden de arbeidsomstandigheden voor Raman-spectroscopie geoptimaliseerd om schone en gemakkelijk te identificeren spectra van parlementsleden te verkrijgen, terwijl tegelijkertijd de mogelijkheid om de doeldeeltjes te verbranden werd vermeden. Tot slot is de optimale testprocedure en toegepaste kracht ontwikkeld om een nauwkeurige 3-dimensionale topografie mapping van parlementsleden met behulp van atoomkrachtmicroscopie (AFM) mogelijk te maken. Het hier beschreven protocol (figuur 1) biedt een betrouwbare en kosteneffectieve methode voor de bereiding en detectie van MP-monsters, wat toekomstige studies van kunststofproducten aanzienlijk ten goede kan komen.

<table><tbody><tr><td>AFM cantilever</td><td>NANOSENSORS</td><td>PPP-NCSTAuD-10</td><td>Om driedimensionale topografie van PP MPs te verkrijgen</td></tr><tr><td>Atomaire krachtmicroscoop</td><td>Nova</td><td>NT-MDT</td><td>Om driedimensionale topografie van PP MPs te verkrijgen</td></tr><tr><td>Reinigmiddel</td><td>Fairy Original</td><td>1015054</td><td>Om het gloednieuwe product te reinigen</td></tr><tr><td>Goud gecoate polycarbonaat-PC membraanfilter-0,8 um</td><td>APC, Duitsland</td><td>0,8um25mmGold</td><td>Om microplastics in water te verzamelen en te profiteren van de Raman-test</td></tr><tr><td>Gwyddion software</td><td>Gwyddion</td><td>Gwyddion2.54</td><td>Om de topografie van MPs te bepalen</td></tr><tr><td>ImageJ software</td><td>US National Institutes of Health</td><td>Nee, gratis te gebruiken</td><td>Om de grootte van MPs te bepalen</td></tr><tr><td>Microgolfoven</td><td>De'longhi, Italië</td><td>815/1195</td><td>Bereiding van heet water</td></tr><tr><td>Optische microscoop, x100</td><td>Mitutoyo, Japan</td><td>46-147</td><td>Om de kleine MPs te vinden en observeren</td></tr><tr><td>Raman spectroscopie</td><td>Renishaw</td><td>InVia confocale Raman-systeem</td><td>Om de PP-MPs chemisch te bepalen</td></tr><tr><td>Schudbed-SSL2</td><td>Stuart, VK</td><td>51900-64</td><td>Om het mengproces tijdens de monstervoorbereiding te simuleren</td></tr><tr><td>Standaard polystyreen microplastic bollen</td><td>Polysciences, Europa</td><td>64050-15</td><td>Om de robuustheid van het huidige protocol te valideren</td></tr><tr><td>Transferpipet met glazen tip</td><td>Macro, Brand</td><td>26200</td><td>Om watermonster over te brengen naar glazen filter</td></tr><tr><td>Ultrasoonreiniger</td><td>Witeg, Duitsland</td><td>DH.WUC.D06H</td><td>Om het glaswerk schoon te maken</td></tr><tr><td>Vakuumpomp</td><td>ILMVAC GmbH</td><td>105697</td><td>Om het watermonster te filteren</td></tr></tbody></table>

bemonstering, identificatie en karakterisering van microplastics vrijkomen uit polypropyleen babyvoedingsfles tijdens dagelijks gebruik

Sampling, Identification and Characterization of Microplastics Release from Polypropylene Baby Feeding Bottle during Daily Use

Microplastics (parlementsleden) worden een wereldwijde zorg vanwege het potentiële risico voor de menselijke gezondheid. Case studies van plastic producten (d.w.z. plastic bekers voor eenmalig gebruik en waterkokers) geven aan dat mp-afgifte tijdens dagelijks gebruik extreem hoog kan zijn. Het nauwkeurig bepalen van het MP-afgifteniveau is een cruciale stap om de blootstellingsbron te identificeren en te kwantificeren en de overeenkomstige risico's die uit deze blootstelling voortvloeien te beoordelen/beheersen. Hoewel protocollen voor het meten van MP-niveaus in zee of zoet water goed zijn ontwikkeld, kunnen de omstandigheden die huishoudelijke plastic producten ervaren sterk variëren. Veel kunststofproducten worden blootgesteld aan frequente hoge temperaturen (tot 100 °C) en worden tijdens dagelijks gebruik weer op kamertemperatuur gebracht. Het is daarom van cruciaal belang om een bemonsteringsprotocol te ontwikkelen dat het werkelijke dagelijkse gebruiksscenario voor elk specifiek product nabootst. Deze studie richtte zich op veelgebruikte op polypropyleen gebaseerde babyvoedingsflessen om een kosteneffectief protocol te ontwikkelen voor MP-releasestudies van veel plastic producten. Het hier ontwikkelde protocol maakt het mogelijk: 1) preventie van de potentiële verontreiniging tijdens bemonstering en detectie; 2) realistische implementatie van scenario's voor dagelijks gebruik en nauwkeurige verzameling van de parlementsleden die zijn vrijgelaten uit babyvoedingsflessen op basis van who-richtlijnen; en 3) kosteneffectieve chemische bepaling en fysische topografie mapping van parlementsleden vrijgegeven uit babyvoeding flessen. Op basis van dit protocol was het herstelpercentage met standaard polystyreen MP (diameter van 2 μm) 92,4-101,2% terwijl de gedetecteerde grootte ongeveer 102,2% van de ontworpen grootte was. Het hier beschreven protocol biedt een betrouwbare en kosteneffectieve methode voor mp-monstervoorbereiding en -detectie, wat aanzienlijk kan profiteren van toekomstige studies naar MP-afgifte van plastic producten.

Om dit protocol te valideren, werd het watermonster bereid door standaard polystyreen microplastic bollen (een diameter van 2,0 ± 0,1 μm) toe te voegen aan DI-water. De toegevoegde MP-hoeveelheid komt overeen met 4.500.000 deeltjes/L, wat vergelijkbaar is met het MP-afgifteniveau van BTB's. Volgens protocolsecties 2-3 werden de parlementsleden met succes verzameld (figuur 4A) en was het herstelpercentage 92,4-101,2%. Dit herstelpercentage is vergelijkbaar met een eerdere studie over parlemen...

Deze studie beschreef een betrouwbaar en kosteneffectief protocol voor het verzamelen en detecteren van microplastics door het dagelijks gebruik van plastic producten.

Bemonstering, identificatie en karakterisering van microplastics vrijkomen uit polypropyleen babyvoedingsfles tijdens dagelijks gebruik

Microplastics (MPs) are becoming a global concern due to the potential risk to human health. Case studies of plastic products (i.e., plastic single-use ...

Microplastics worden een wereldwijde zorg vanwege het potentiële risico voor de menselijke gezondheid. Deze studie richtte zich op veelgebruikte op polypropyleen gebaseerde babyvoedingsflessen om een kosteneffectief protocol te ontwikkelen dat geschikt is voor een MP-studie van veel plastic producten. Dit protocol bevat de details van de voorbereiding, identificatie en karakterisering van het monster.Het kan aanzienlijk profiteren van toekomstige studies van microplastics die vrijkomen uit plastic producten. Microplastics die vrijkomen tijdens de bereiding van de formule. Week de babyvoedingsfles in gedeioneerd water van 95 graden Celsius om de fles te steriliseren.Om te voorkomen dat de fles drijft, drukt u deze lichtjes in met een roestvrijstalen pincet om ervoor te zorgen dat het hele fleslichaam in het water wordt ondergedompeld. Haal de fles na vijf minuten eruit en verplaats deze naar een schone glazen schijf om te wachten op luchtdrogen. Giet na het drogen aan de lucht 180 milliliter gedeioneerd water van 70 graden Celsius in de fles.Bedek de fles vervolgens onmiddellijk met een glazen petrischaal en leg deze op een schuddend bed. Om het formulemengproces te stimuleren, schudt u de fles gedurende 60 seconden met een snelheid van 180 tpm. Na het schudden verplaatst u de fles naar een schone glasplaat en laat u deze afkoelen.Monstervoorbereiding voor identificatie en kwantificering van microplastics. Membraanfilter is van cruciaal belang voor het vastleggen, visualiseren en detecteren van microplastics. We gebruikten het met goud beklede polycarbonaat membraanfilter om microplastics op te vangen.Plaats een stuk membraanfilter in het midden van een glazen basis. Monteer vervolgens de glazen trechter en roestvrijstalen klem om het membraanfilter te bevestigen en sluit het glasfilter aan met een vacuümpomp na het voorzichtig schudden van het gekoelde watermonster in de babyvoedingsfles. Breng vervolgens een bepaalde hoeveelheid watermonster over naar de glazen trechter met behulp van een glazen pipet.Schakel de vacuümpomp in zodat het watermonster langzaam door het membraanfilter kan filteren. Was na het filteren de binnenkant van de glazen trechter met gedeioneerd water om ervoor te zorgen dat er geen deeltjes aan de trechter blijven plakken. Koppel de vacuümpomp los en demonteer het glasfilter.Verwijder vervolgens voorzichtig het membraanfilter met een roestvrijstalen pincet en verplaats het naar een schoon afdekglas. Bewaar het monster onmiddellijk in een schone glazen petrischaal. Identificatie en kwantificering van microplastics.Haal het monster voorzichtig uit de glazen petrischaal en plaats het filtermonster in het midden van de Raman-monsterfase. Kies de representatieve plekken in het membraanfilter. Observeer en fotografeer de deeltjes op het oppervlak van het membraanfilter met behulp van een optische microscoop.Stel het Raman-systeem in en test deze deeltjes één voor één met behulp van 532 nanometer excitatielaser met een intensiteit van 10%. Vergelijk het Raman spectrum verkregen naar standaard spectra waarnaar verwezen wordt. De AFM en Raman spectroscopie zijn in één systeem geassembleerd.Schakel daarom het systeem over naar afm-modus en test de topografie van interessante microplasticdeeltjes. Microplastics testresultaten. Om dit protocol te valideren, werden de standaard polystyreen microplastics bollen toegevoegd aan DI water en getest met behulp van het ontwikkelde protocol.De PS microplastics werden met succes verzameld en gedetecteerd. Het deeltje in de rode doos werd bevestigd als een typisch polystyreen microplastic. Volgens het protocol was het herstelpercentage van microplastics 92 tot 101%Vandaar dat het ontwikkelde protocol betrouwbaar is voor de babyvoedingsflestest.Het protocol werd gebruikt om microplastics te testen die vrijkomen uit acht populaire babyvoedingsflesproducten en ontdekte dat de vrijgekomen microplastics varieerden van 1,3 miljoen tot 16,2 miljoen deeltjes per liter tijdens de bereiding van de formule. Het 3D-topografische beeld toonde verder aan dat de oppervlaktetextuur van de vrijgegeven microplastics rijk is aan hobbels en valleien van nanoformaat, wat hun absorptiecapaciteit aanzienlijk kan vergroten. conclusie. De studie toonde aan dat plastic producten die dagelijks worden gebruikt zeer belangrijke bronnen zijn voor blootstelling aan menselijk microplastic.Het hier beschreven protocol biedt een betrouwbare en kosteneffectieve methode voor de bereiding en detectie van monsters van microplastics, wat aanzienlijk kan profiteren van toekomstige studies naar de afgifte van microplastic uit plastic producten.

sampling-identification-characterization-microplastics-release-from

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

De onderstaande protocol beschrijft de methode voor: microplastics bemonstering op het zeeoppervlak, scheiding van microplastic en chemische karakteristieken van de deeltjes. Dit protocol is in lijn met de aanbevelingen voor microplastics controle uitgegeven door de krm technische subgroep Marine Litter.

Protocol voor microplastics bemonstering op het zeeoppervlak en Sample Analysis

Microplastica fungeren als vector van potentieel toxische organische verontreinigingen met onvoorspelbare effecten. Dit protocol beschrijft een alternatieve methodologie voor het beoordelen van de niveaus van organische chloorpesticiden die geadsorbeerd zijn op plastic pellets en de polymerische chemische structuur identificeren. De focus ligt op drukvluchtige extractie en verzwakte totale reflectie Fourier transform infrarood spectroscopie.

Extractie van organische chloride pesticiden uit plastic pellets en plastic type analyse

Meeste microplastic onderzoek tot op heden heeft plaatsgevonden in mariene systemen waar gesuspendeerde vaste niveaus relatief laag zijn. Focus verschuift nu naar zoetwatersystemen, die over een hoge sediment ladingen en zwevend puin beschikken kunnen. Dit protocol adressen verzamelen en analyseren van microplastic monsters van aquatische milieus waarin hoge gesuspendeerde vaste lasten.

Bemonstering, sorteren en karakteriseren van Microplastics in aquatische milieus met hoge zwevende sedimenten ladingen en grote zwevend puin

We tonen de vorming en dimensionale karakterisering van micro- en nanoplastics (respectievelijk parlementsleden en NP's) met behulp van een stapsgewijs proces van mechanisch frezen, slijpen en beeldvormingsanalyse.

Het vormen van micro- en nanoplastics uit plastic agrarische films voor werkgelegenheid in fundamentele onderzoeksstudies

Hier wordt een methode gepresenteerd om microplastics uit de bodem te extraheren en hun polymeertypen te identificeren. De methode is geoptimaliseerd voor uitvoering, toepasbaarheid en kosteneffectiviteit. Het legt een wetenschappelijke basis voor het standaardiseren van de analytische methode om microplastics in de bodem te identificeren.

Scheiding en identificatie van conventionele microplastics uit landbouwgronden

Een methode om micro- en nanoplastics afkomstig van polybutyleendepeasettereftalaat in de bodem te kwantificeren met behulp van nucleaire magnetische resonantiespectroscopie wordt hier beschreven. Deze techniek is een verbetering van de bestaande methodologie omdat deze zich uitstrekt tot de kwantificering van nanoplastics en gemakkelijk kan worden aangepast voor het verwerken van milieumonsters in bulk.

Kwantificering van micro- en nanoplastics op basis van polybutyleenadipaat teftalaat uit de bodem met behulp van proton nucleaire magnetische resonantiespectroscopie

Hier presenteren we een protocol met een optisch transparant en vlak substraat voor het gestroomlijnd afvangen en analyseren van verontreinigende deeltjes in drinkwater. Hier wordt de Silicon Nanomembrane Analysis Pipeline (SNAP) gepresenteerd: een flexibele pijplijn voor het vastleggen, kwantificeren en identificeren van deeltjes in vloeibare media.

Multimodale analyse van microplastics in drinkwater met behulp van een pijplijn voor siliciumnanomembraananalyse

Hier geven we een gedetailleerde beschrijving van het bemonsteren van grondwater uit een boorgat voor de analyse van microplastics met behulp van een gepatenteerd bemonsteringssysteem dat voor dit doel is ontwikkeld. Het protocol beschrijft de methoden voor het bemonsteren van microplastics uit boorgaten, evenals de scheiding en chemische identificatie van microplastics.

Bemonstering en identificatie van microplastics in grondwater

Wilde dieren worden vaak geparasiteerd door een breed scala aan wormen.  De vier belangrijkste soorten wormen zijn “rondwormen” (nematoden), “stekelhoofdige wormen” (acanthocephala), “suikers (trematoden), en “lintwormen” (cestoden).  Hier beschrijven we hoe wormen worden verzameld van een gewerveld dier en hoe ze worden bewaard en taxonomisch...

Helminth-verzameling en -identificatie uit wilde dieren

Entomopathogene aaltjes-grondbewonende rondwormen die een brede waaier van insecten parasiteren. We tonen bemonsteringsmethoden voor de isolatie van deze nematoden uit de bodem met behulp van twee technieken: de insecten lokken en de gewijzigde White val, voor het herstel van nematoden uit bodemmonsters en geïnfecteerde insecten kadavers, respectievelijk.

Grondmonstername en isolatie van Entomopathogene Nematoden (Steinernematidae, Heterorhabditidea)

Leer een betrouwbaar protocol voor het kwantificeren van microplastics uit polypropyleen babyflessen tijdens dagelijks gebruik. Deze methode combineert filtratie, Raman-spectroscopie en AFM voor nauwkeurige detectie.

Bemonstering, identificatie en karakterisering van microplastics vrijkomen uit polypropyleen babyvoedingsfles tijdens dagelijks gebruik (Video) | JoVE Journal

Bemonstering, identificatie en karakterisering van microplastics vrijkomen uit polypropyleen babyvoedingsfles tijdens dagelijks gebruik

Meer video's verkennen