Name: Multimodalna analiza mikroplastiku w wodzie pitnej przy użyciu rurociągu do analizy nanomembran krzemowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-13T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: Poznaj metodę SNAP do analizy mikroplastiku w wodzie pitnej przy użyciu nanomembran krzemowych. Protokół umożliwia multimodalne badania cząstek z minimalnym ryzykiem zanieczyszczenia zewnętrznego.

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

Peng Miao z Horiba Scientific hojnie wsparł tę publikację, wykorzystując i korzystając z wiedzy specjalistycznej swojego systemu spektroskopii Ramana XploRA Plus. Obrazowanie mikroskopem elektronowym przeprowadzono w Integrated Nanosystems Center (URnano) na Uniwersytecie w Rochester. Mikrofabrykację przeprowadzono w Laboratorium Wytwarzania Półprzewodników i Mikrosystemów (SMFL) w Rochester Institute of Technology.
Badania opisane w tej publikacji były częściowo wspierane przez National Institute of Environmental Health Sciences w ramach Nagrody nr R44ES031036 dla SiMPore, oraz przez Lake Ontario MicroPlastics Center (LOMP) w ramach National Institute of Environmental Health Sciences Award No. P01 ES035526 i National Science Foundation Award No. OCE-2418255 do Uniwersytetu w Rochester. Wyłączną odpowiedzialność za treść ponoszą autorzy i nie muszą one reprezentować oficjalnych poglądów jakiejkolwiek agencji finansującej.

<ol><li>Simon, M., Van Alst, N., Vollertsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+microplastic+mass+and+removal+rates+at+wastewater+treatment+plants+applying+focal+plane+array+%28fpa%29-based+fourier+transform+infrared+%28ft-ir%29+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">Quantification of microplastic mass and removal rates at wastewater treatment plants applying focal plane array (fpa)-based fourier transform infrared (ft-ir) imaging.</a> Water Res. 142, 1-9 (2018).</li>
<li>Da Costa Filho, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+and+characterization+of+small-sized+microplastics+%28%E2%89%A5+5+%C2%B5m%29+in+milk+products%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Detection and characterization of small-sized microplastics (≥ 5 µm) in milk products.</a> Sci Rep. 11 (1), 24046(2021).</li>
<li>Koelmans, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+in+freshwaters+and+drinking+water%3A+Critical+review+and+assessment+of+data+quality%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">Microplastics in freshwaters and drinking water: Critical review and assessment of data quality.</a> Water Res. 155, 410-422 (2019).</li>
<li>Fendall, L. S., Sewell, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contributing+to+marine+pollution+by+washing+your+face%3A+Microplastics+in+facial+cleansers%5BTitle%5D)+AND+%22Mar+Pollut+Bull%22%5BJournal%5D)">Contributing to marine pollution by washing your face: Microplastics in facial cleansers.</a> Mar Pollut Bull. 58 (8), 1225-1228 (2009).</li>
<li>Kwon, J. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+in+food%3A+A+review+on+analytical+methods+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Env+Res+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Microplastics in food: A review on analytical methods and challenges.</a> Int J Env Res Public Health. 17 (18), 6710(2020).</li>
<li>Mahon, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+in+sewage+sludge%3A+Effects+of+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Microplastics in sewage sludge: Effects of treatment.</a> Environ Sci Technol. 51 (2), 810-818 (2017).</li>
<li>Hidalgo-Ruz, V., Gutow, L., Thompson, R. C., Thiel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+in+the+marine+environment%3A+A+review+of+the+methods+used+for+identification+and+quantification%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Microplastics in the marine environment: A review of the methods used for identification and quantification.</a> Environ Sci Technol. 46 (6), 3060-3075 (2012).</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+%22Environ+Int%22%5BJournal%5D)">Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta.</a> Environ Int. 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%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Intern+Med%22%5BJournal%5D)">Detection of various microplastics in human stool.</a> Ann Intern Med. 171 (7), 453-457 (2019).</li>
<li>Leslie, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discovery+and+quantification+of+plastic+particle+pollution+in+human+blood%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Int%22%5BJournal%5D)">Discovery and quantification of plastic particle pollution in human blood.</a> Environ Int. 163, 107199(2022).</li>
<li>De Frond, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+microplastics+in+drinking+water%3A+An+interlaboratory+study+to+inform+effective+methods+for+quantifying+and+characterizing+microplastics%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Monitoring microplastics in drinking water: An interlaboratory study to inform effective methods for quantifying and characterizing microplastics.</a> Chemosphere. 298, 134282(2022).</li>
<li>Nutrition and Food Safety (NFS), Standards & Scientific Advice on Food Nutrition (SSA). Dietary and inhalation exposure to nano-and microplastic particles and potential implications for human health. , 
 <a target="_blank" href="https://www.who.int/publications/i/item/9789240054608">https://www.who.int/publications/i/item/9789240054608</a> (2022).</li>
<li>Fries, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+polymer+types+and+additives+in+marine+microplastic+particles+using+pyrolysis-GC%2FMC+and+scanning+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci%3A+Processes+Impacts%22%5BJournal%5D)">Identification of polymer types and additives in marine microplastic particles using pyrolysis-GC/MC and scanning electron microscopy.</a> Environ Sci: Processes Impacts. 15 (10), 1949-1956 (2013).</li>
<li>Primpke, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+assessment+of+analytical+methods+for+the+harmonized+and+cost-efficient+analysis+of+microplastics%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Critical assessment of analytical methods for the harmonized and cost-efficient analysis of microplastics.</a> Appl Spectrosc. 74 (9), 1012-1047 (2020).</li>
<li>Carter, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+evaluation+of+filtration+and+imaging+properties+of+analytical+filters+for+microplastic+capture+and+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Comparative evaluation of filtration and imaging properties of analytical filters for microplastic capture and analysis.</a> Chemosphere. 332, 138811(2023).</li>
<li>Van Mourik, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((STOTEN%27s+minimum+requirements+for+measurement+of+plastics+in+environmental+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">STOTEN's minimum requirements for measurement of plastics in environmental samples.</a> Sci Total Environ. 912, 168465(2024).</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+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">Analysis of environmental microplastics by vibrational microspectroscopy: FTIR, Raman or both.</a> Anal Bioanal Chem. 408, 8377-8391 (2016).</li>
<li>Mikoliunaite, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+substrate+matters+in+the+Raman+spectroscopy+analysis+of+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">The substrate matters in the Raman spectroscopy analysis of cells.</a> Sci Rep. 5 (1), 13150(2015).</li>
<li>Madejski, G. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicon+nanomembrane+filtration+and+imaging+for+the+evaluation+of+microplastic+entrainment+along+a+municipal+water+delivery+route%5BTitle%5D)+AND+%22Sustainability%22%5BJournal%5D)">Silicon nanomembrane filtration and imaging for the evaluation of microplastic entrainment along a municipal water delivery route.</a> Sustainability. 12 (24), 10655(2020).</li>
<li>Romanick, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+household+settled+dust+via+silicon+nanomembrane+analysis+pipeline+%28SNAP%29%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Technol+Innov%22%5BJournal%5D)">Assessment of household settled dust via silicon nanomembrane analysis pipeline (SNAP).</a> Environ Technol Innov. 38, 104106(2024).</li>
<li>Cowger, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastic+spectral+classification+needs+an+open+source+community%3A+Open+specy+to+the+rescue%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Microplastic spectral classification needs an open source community: Open specy to the rescue.</a> Anal Chem. 93 (21), 7543-7548 (2021).</li>
<li>Kooi, M., Koelmans, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simplifying+microplastic+via+continuous+probability+distributions+for+size%2C+shape%2C+and+density%5BTitle%5D)+AND+%22Env+Sci+Technol+Lett%22%5BJournal%5D)">Simplifying microplastic via continuous probability distributions for size, shape, and density.</a> Env Sci Technol Lett. 6 (9), 511-564 (2019).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22SpectraBase%22">SpectraBase</a>. , John Wiley & Sons, Inc. SpectraBase. https://spectrabase.com/spectrum/1uoQJ4M5hxj (2025).</li>
<li>Erni-Cassola, G., Gibson, M. I., Thompson, R. C., Christie-Oleza, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lost+but+found+with+nile+red%3A+A+novel+method+for+detecting+and+quantifying+small+microplastics+%281+mm+to+20+%C2%B5m%29+in+environmental+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Lost but found with nile red: A novel method for detecting and quantifying small microplastics (1 mm to 20 µm) in environmental samples.</a> Environ Sci Technol. 51 (23), 13641-13648 (2017).</li>
<li>Shim, W. J., Song, Y. K., Hong, S. H., Jang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+and+quantification+of+microplastics+using+Nile+Red+staining%5BTitle%5D)+AND+%22Mar+Pollut+Bull%22%5BJournal%5D)">Identification and quantification of microplastics using Nile Red staining.</a> Mar Pollut Bull. 113 (1-2), 469-476 (2016).</li>
<li>Greenspan, P., Mayer, E. P., Fowler, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nile+red%3A+A+selective+fluorescent+stain+for+intracellular+lipid+droplets%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Nile red: A selective fluorescent stain for intracellular lipid droplets.</a> J Cell Biol. 100 (3), 965-973 (1985).</li>
<li>Cai, B., Andino, F. D. J., Mcgrath, J. L., Romanick, S. S., Robert, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ingestion+of+polyethylene+terephthalate+microplastic+water+contaminants+by+Xenopus+laevis+tadpoles+negatively+affects+their+resistance+to+ranavirus+infection+and+antiviral+immunity%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Pollut%22%5BJournal%5D)">Ingestion of polyethylene terephthalate microplastic water contaminants by Xenopus laevis tadpoles negatively affects their resistance to ranavirus infection and antiviral immunity.</a> Environ Pollut. 356, 124340(2024).</li>
</ol>

JR i JM są założycielami i udziałowcami SiMPore Inc. JR jest współwynalazcą wniosku patentowego umożliwiającego stosowanie filtrów z azotku krzemu, takich jak te przedstawione w tym badaniu.

Ograniczanie zanieczyszczenia mikrodrobinami plastiku jest coraz większym przedmiotem obaw; Pierwszym krokiem w celu złagodzenia skutków jest zidentyfikowanie obecności zanieczyszczeń. Uproszczona metoda przechwytywania i natychmiastowej analizy ma kluczowe znaczenie dla zaoszczędzenia czasu badaczy i zachowania poufnych wskaźników próbek. Niniejszy raport opisuje elastyczne przepływy pracy oparte na odmianach opracowanych przez nas metod SNAP do analizy takich MP w próbkach ciekłych, wykorzystując jeden substrat do wszystkich przeprowadzanych analiz. Próbka musi być przefiltrowana próżniowo w taki sposób, aby cząstki zostały wychwycone i odizolowane na nanomembranie krzemowej umieszczonej wewnątrz dysku filtrującego. Wystarczające ograniczenie zanieczyszczenia tła ma kluczowe znaczenie dla uzyskania miarodajnych wyników. Wszelkie cząstki zanieczyszczające na strzykawce dozującej lub szklanym lejku próżniowym podczas filtracji mogą zanieczyścić próbkę i być jednocześnie wychwytywane, dlatego staranne przestrzeganie protokołów kontroli jakości sekcji 1 ma kluczowe znaczenie dla uzyskania dokładnych wyników. Zaleca się stosowanie kontroli wyłącznie na pożywkach w celu informowania badaczy o skażeniu tła specyficznym dla poszczególnych procesów i warunków laboratoryjnych. Opisany tutaj protokół opiera się na filtracji próżniowej próbki cieczy, a także na wychwytywaniu i izolowaniu cząstek z próbki na dwóch różnych odciętych dyskach filtracyjnych SiN. W przypadku wszystkich rurociągów wychwytywanie i izolowanie cząstek musi poprzedzać inne metody, ale wszystkie inne metody identyfikacji można przeprowadzić w kolejności najbardziej odpowiedniej dla badacza.
W tym badaniu wykorzystano dwa mikroskopy fluorescencyjne, aby wykazać powtarzalność wyników we wszystkich instrumentach. Instrukcje szczegółowo opisują zastosowanie aparatu Olympus BX61 do mikroskopii fluorescencyjnej ze względu na przewagę jego użycia i były obsługiwane zgodnie z instrukcjami przyrządu wykorzystującymi jasne pole do obrazowania w skali szarości, kanał TRITC (Ex. ~543 nm; Em. ~593 nm) do obrazowania cząstek barwionych NR oraz kanał Cy5 (Ex. ~649 nm; Em. ~667 nm) do obrazowania cząstek barwionych gruźlicą, w zależności od przypadku. Aby wyświetlić wyniki barwienia, zalecamy skonstruowanie nakładki obrazów kanałów (do przetwarzania obrazu używamy FIJI/ImageJ, zwanej dalej platformą analizy obrazu), w rozdzielczości 2 048 x 2 040 pikseli i 16-bitowej głębi. Obrazy całych nanomembran mogą być wyświetlane tak, jak na rysunku 4A,B lub jako wybrane obszary zainteresowania, jak pokazano na rysunku 3A,B.
Czerwień Nilowa jest powszechnie stosowana do barwienia syntetycznych polimerów MP, ale może barwić niesyntetyczne polimery ze źródeł biologicznych ze względu na swój lipofilowy i hydrofobowy charakter, potencjalnie wprowadzając fałszywie dodatnie wyniki, które zniekształcają wyniki kwantyfikacji MP 24,25,26. Etap barwienia przeciwstawnego błękitu trypanowego, jak opisano w sekcji 3 protokołu, jest zalecany, aby pomóc w różnicowaniu zdarzeń fałszywie dodatnich, ale nie jest to wyczerpujące rozwiązanie i należy go połączyć z dodatkowymi wskaźnikami analizy w celu potwierdzenia wyników. Fluorescencja cząstek w czerwieni nilowej jest problemem w analizie spektroskopii Ramana, ponieważ może znacznie zwiększyć sygnał tła. Jednak w tym badaniu przed spektroskopią Ramana za pomocą lasera o długości fali 830 nm zaobserwowaliśmy polimery czerwienią nilową i błękitem trypanowym i zaobserwowano niewielki szum, jak pokazano na rysunku 3.
Niektóre długości fal laserów odpowiednich do spektroskopii Ramana nie są w stanie zignorować fluorescencji barwionych cząstek, takich jak laser o długości fali 532 nm, a zatem mogą powodować znaczne trudności w prawidłowym oszacowaniu składu interesującej cząstki. Powlekanie cząstkami metalu po wychwyceniu jest przydatne do zwiększania kontrastu podczas obrazowania SEM, ale jest niezgodne z żadną późniejszą analizą spektroskopową lub fluorescencyjną. Zanotuj wszystkie żądane pomiary przed konfiguracją eksperymentalną, aby upewnić się, że przebieg procesu i rodzaje powłok są odpowiednio uwzględnione. Dyski filtrujące Au-SiN mogą być wykorzystywane do wszystkich wymienionych analiz, w których mikroskopia transmisyjna nie jest kluczowa dla przepływu pracy lub gdy stosowana jest spektroskopia Ramana lub IR.
Przedstawione tu metody, a także nanomembrany używane do wychwytywania i izolowania cząstek będących przedmiotem zainteresowania, mogą być modyfikowane w zależności od potrzeb poszczególnych badaczy. Nanomembrany nadają się do wielu analiz spektroskopowych, a badacz może zamienić filtrowane media na inne interesujące nas media próbne, w tym między innymi strawione tkanki zwierzęce27, farmaceutyki do wstrzykiwań i próbki oleju. Do tego badania wykorzystano dwa instrumenty do spektroskopii Ramana, a kroki instruktażowe szczegółowo opisują użycie instrumentu Ramana Horiba XploRA Plus, który zebrał i przetworzył wszystkie dane pokazane na rysunku 4. Ważne jest również, aby znać limit wielkości detekcji dla każdego mikroskopu Ramana, aby zapewnić, że cząstki będące przedmiotem zainteresowania mogą być odpowiednio analizowane za pomocą rozmiaru plamki laserów instrumentu. Aby wyświetlić wyniki identyfikacji cząstek za pomocą Ramana, widmo odniesienia i próbki oraz obraz analizowanej cząstki można przedstawić jak na rysunku 3C i rysunku 4C.
Sekcja 6 protokołu zawiera szczegółowe instrukcje dotyczące identyfikacji cząstek przy użyciu biblioteki spektralnej o otwartym kodzie źródłowym. Planarne wychwytywanie cząstek na jednolicie płaskiej membranie, a także regularny układ porów membrany, umożliwia przewidywalne, zautomatyzowane obrazowanie. Zarówno grubość SiN 400 nm lub 1000 nm, jak i ich skład azotku krzemu zapewniają im doskonałą przezroczystość optyczną, ale mogą również zwracać intensywny pik krzemu w niektórych parametrach instrumentów spektroskopowych. Należy zachować ostrożność podczas stosowania gołego, niepokrytego metalem SiN z analizą Ramana. Pipik Si może funkcjonować jako sygnał kalibracyjny, ale intensywność piku może również maskować sygnały widm o niższej intensywności w tym samym obszarze liczby falowej, co sygnał Si. Takich pików Si nie zaobserwowano przy użyciu lasera 830 nm w tym badaniu.
Zastosowany tutaj ultracienki charakter SiN (o grubości 400 nm lub 1000 nm) i Au-SiN (o grubości 520 nm lub 1120 nm) zapewnił im doskonałe właściwości filtracyjne, optyczne i spektroskopowe. Membrany te muszą być jednak chronione przed uszkodzeniami fizycznymi, takimi jak nadmierna różnica ciśnień (tj. ≥-206 kPa), bezpośrednie dotykanie pęsetą lub palcami lub niewłaściwe umieszczenie uszczelki. Dysk filtracyjny mieszczący membrany chroni je i umożliwia łatwą obsługę przy normalnym użytkowaniu. Podczas manipulowania dyskami filtra należy dotykać tylko czarnego pierścienia zewnętrznego, a nigdy aktywnego obszaru membrany. Chociaż nie zostało to tutaj podane ilościowo, zbieranie wychwyconych cząstek na niewielkiej powierzchni membrany (odpowiednio 3 x 3 mm dla membran odcinających 20 μm i 3 x 0,7 x 3 mm dla membran odcinających 8,0 μm) potencjalnie skraca całkowity czas analizy próbki, skracając czas potrzebny na znalezienie i analizę cząstek będących przedmiotem zainteresowania. Ten "współczynnik koncentracji" jest wart przyszłych badań i może oferować unikalną korzyść z dysków filtrujących SiN dla badaczy. W połączeniu z wyższymi znormalizowanymi natężeniami przepływu w porównaniu z innymi powszechnie stosowanymi membranami do charakteryzacji MP15, zautomatyzowane procedury obrazowania cząstek, które wymagają jedynie zobrazowania stosunkowo mniejszego obszaru jednolicie płaskiego i ostrego SiN, mogą jeszcze bardziej skrócić całkowity czas analizy. Jednak wszelkie korzyści związane z hipotetycznym współczynnikiem stężenia nadal muszą zostać empirycznie wykazane poprzez porównanie całkowitych czasów przetwarzania (od filtracji do analizy obrazu) na konwencjonalnych i SiN dyskach filtracyjnych.
Heurystycznie wykazaliśmy użyteczność wariantów SNAP na lokalnych próbkach wody z kranu. Opisany tutaj protokół koncentruje się na wychwytywaniu MP ze źródeł wody pitnej w pobliżu Rochester w stanie Nowy Jork. Pobieranie próbek przebiegało w następujący sposób: dla każdego pobrania próbki co najmniej jeden litr wody został przepuszczony przez kran przed rozpoczęciem pobierania. Nowe, szczelnie zamknięte butelki z polipropylenu zostały zabrane do odkręconego kranu i otwarte bezpośrednio przed odbiorem. Butelki nie były spłukiwane wodą pitną przed przystąpieniem do odbioru. Każda próbka składała się z dwóch butelek o pojemności 500 ml pobranych bezpośrednio po drugiej. Każda próbka wody pochodziła z innego systemu rur w gospodarstwie domowym, a materiał rury nie był spójny podczas pobierania próbek. Zmienne, takie jak ilość niedawnego zużycia wody, czas poboru, wiek rur i wiek domu, z którego pochodziła próbka, nie mogły być kontrolowane w tym badaniu. Nie był to zatwierdzony protokół pobierania próbek. Każdy badacz powinien opracować i zatwierdzić własne procedury pobierania danych. Jednak w celu pełnego ujawnienia metod załączono powyższy opis. Dyski filtracyjne umożliwiają wielokrotną analizę na tym samym podłożu dla wielu metod analitycznych. Nie jest wymagane podpróbkowanie ani wiele próbek poza standardowymi powtórzeniami próbnymi. Wyeliminowanie konieczności podpróbkowania i wielokrotnego próbkowania zwiększa pewność przechwytywania informacji o celach o niskiej liczebności. Oprócz umożliwienia stosowania multimodalnych metod analizy, tarcze filtracyjne SiN zapewniają wyraźną przewagę nad innymi analogicznymi mediami filtracyjnymi ze względu na oszczędność czasu wynikającą z szybszej szybkości filtracji na jednostkę powierzchni15.

Mikroplastik definiuje się jako syntetyczne polimery o rozmiarze mniejszym niż pięć milimetrów1,2. Zanieczyszczenie mikroplastikiem (MP) stanowi rosnący problem dla zdrowia ludzkiego, środowiska i ekologii. Zanieczyszczenie MP stwierdzono we wszystkich typach źródeł wody; Słodka woda, oceany, a nawet źródła wody pitnej3. MP są generowane z podziału na podstawowe źródła tworzyw sztucznych4, a także tekstylia syntetyczne5,6,7. MP są wszechobecne i znaleziono je w tkankach ludzkich, takich jak ludzkie łożysko, kał i krew8,9,10. Rośnie zainteresowanie badaniami nad MP, o czym świadczy ponad 4 100 i 4 600 publikacji odpowiednio w 2023 i 2024 roku (dane PubMed; słowo kluczowe "mikroplastik"), a także rosnące zaniepokojenie opinii publicznej narażeniem ludzi na MP. W odpowiedzi na rosnące zaniepokojenie opinii publicznej, kilka rządowych organów regulacyjnych, takich jak Stan Kalifornia11 i kilka krajów UE12, wdrażały (lub będą) wdrażać przepisy dotyczące poziomów MP w wodzie pitnej. Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe, amerykańska Agencja Ochrony Środowiska ogłosiła niedawno, że posłowie są nowym zanieczyszczeniem budzącym obawy. Ocena ryzyka dla ludzi jest jednak poważnie utrudniona ze względu na brak metod wiarygodnego i powtarzalnego wykrywania MP.
Charakterystyka MPS opiera się na metodach analitycznych, takich jak mikroskopia optyczna i elektronowa13 oraz techniki spektroskopowe i spektrometryczne1,14,15 w celu zrozumienia wizualnych cech MPS7 i ich skład, odpowiednio. Próbki zawierające MP powinny zawierać wiele analiz w celu scharakteryzowania, identyfikacji i ilościowego określenia MP i co najmniej wymagać spektroskopii/spektrometrii (tj. spektroskopii Ramana, spektroskopii w podczerwieni lub pirolitycznej chromatografii gazowej ze spektrometrią mas itp.) zgodnie z niektórymi minimalnymi wymaganiami czasopisma dotyczącymi pomiaru tworzyw sztucznych w próbkach środowiskowych, takimi jak Science of the Total Environment16. Spektroskopia Ramana jest bardziej wszechstronna niż spektroskopia w podczerwieni (IR), zwłaszcza w odniesieniu do identyfikacji materiałów w próbkach biologicznych. Spektroskopia Ramana jest techniką rozpraszania światła, dzięki czemu umożliwia łatwiejszą analizę mniejszych cząstek niż IR, technika pochłaniania światła, która wymaga większych cząstek i ma więcej ograniczeń co do umieszczania próbek17. Wcześniej sugerowano, że substraty do spektroskopii Ramana zawierające krzem lub tlenek krzemu mogą dawać wiarygodne wyniki przy minimalnym szumie tła18.
Substraty dla niektórych technik analitycznych, które zazwyczaj są kompatybilne z jednym typem analizy (np. podłoża pokryte złotem wymagane do spektroskopii IR) nie są często kompatybilne z mikroskopią światła transmisyjnego i/lub refleksyjnego. W związku z tym podpróbkowanie replikacji jest popularne wśród badaczy w celu uzyskania próbek odpowiednich dla każdej oddzielnej analizy, ale podpróbkowanie jest czasochłonne i może wykluczyć cząstki o niskiej ilości1,2,6. Zazwyczaj ręczne przenoszenie cząstek z jednego podłoża na drugie jest konieczne do analizy tej samej cząstki w celu scharakteryzowania i identyfikacji za pomocą różnych modalności analitycznych, ale te powolne, ręczne transfery zwiększają prawdopodobieństwo stronniczości, zanieczyszczenia i straty, a także ograniczają analizę MP tylko do cząstek o największych rozmiarach, którymi można manipulować ręcznie13. Te nieoptymalne przepływy pracy wprowadzają liczne wyzwania i problemy z niezawodnością, przyczyniając się do znacznej zmienności kwantyfikacji MP opisanej w literaturze3,7.
Tutaj prezentujemy analityczny przepływ pracy, który nazywamy Silicon Nanomembrane Analysis Pipeline (SNAP) do przechwytywania, charakteryzowania, identyfikacji i ilościowego określania MP, oraz demonstrowania użyteczności SNAP poprzez analizę próbek wody pitnej pochodzących z regionu Rochester, NY. SNAP jest możliwy dzięki konwencjonalnym dyskom filtracyjnym o średnicy 25 mm ze zintegrowanymi nanomembranami krzemowymi (patrz tabela uzupełniająca S1 dla właściwości membrany), które oferują jednolity substrat do zagęszczania i analizowania MPs z wody pitnej przy użyciu wielu technik15,19. Po sekwencyjnym zagęszczeniu i wychwyceniu MP na nanomembranach o zmniejszających się rozmiarach odcięcia (20 μm mikroporowaty azotek krzemu (MPSN) z cylindrycznymi porami i 8,0 μm mikroszczelinowy azotek krzemu (MSSN) z prostokątnymi porami pryzmatycznymi), SNAP umożliwia trzy kolejne etapy analityczne: 1) barwienie próbki, mikroskopia optyczna i kwantyfikacja MP, 2) identyfikacja cząstek za pomocą spektroskopii Ramana, a następnie 3) charakterystyka cząstek za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), Umożliwia to wielokrotne analizy tych samych cząstek wychwyconych na jednym podłożu nanomembranowym.
Pokazujemy wiele rurociągów SNAP, wykorzystując zarówno niepowlekane dyski filtracyjne z nanomembrany krzemowej (SiN), jak i pokryte złotem dyski filtrujące z nanomembrany krzemowej (Au-SiN): Rurociąg A) SNAP przeprowadzony na SiN i sekwencyjny charakteryzujący te same MP za pomocą wielu technik analitycznych; Rurociąg B) SNAP wykonany na Au-SiN ze spektroskopią Ramana; i Rurociąg C) SNAP wykonany na Au-SiN z SEM wyposażonym w spektroskopię rentgenowską z dyspersją energii (EDX) (<silna klasa="xfig">Rysunek 1). Warianty SNAP są zatem elastycznymi, usprawnionymi przepływami pracy analitycznymi, które można stosować do wielu typów próbek i technik analitycznych. W przeciwieństwie do wcześniej opublikowanych metod, które opierają się na membranach polimerowych11, zalety SNAP wynikają z zastosowania nanomembran krzemowych, w których syntetyczne polimery MP są wychwytywane na niepolimerowej membranie na bazie krzemu, co umożliwia identyfikację składu MP na tle niepolimerowym. Co więcej, nanomembrany krzemowe oferują jednolite płaszczyzny ogniskowe, w przeciwieństwie do membran polimerowych, które mają tendencję do marszczenia się, co umożliwia wiele zautomatyzowanych technik mikroskopii i spektroskopii.
Wcześniej scharakteryzowaliśmy użycie nanomembran krzemowych do analiz MP poprzez modelowanie analityczne, wyzwania z cząstkami modelu oraz próbki wody pitnej i powietrza19,20, a także porównując ich właściwości filtracji i mikroskopii optycznej przy użyciu cząstek modelowych z czterema powszechnie stosowanymi membranami15. W tym protokole heurystycznie demonstrujemy użyteczność SNAP do analizy MP w czterech próbkach wody pitnej. Próbki pobrano z czterech różnych źródeł wody w aglomeracji Rochester w stanie Nowy Jork. Każda próbka uwzględniona w tym badaniu pochodziła z odrębnego źródła wód powierzchniowych, takiego jak jezioro Ontario, jezioro Hemlock, mieszanka Hemlock i Ontario oraz jezioro Canandaigua (<silna klasa="xfig">Rysunek 2). Przechwycone cząstki z tych źródeł wody pitnej obejmowały szeroko rozpowszechnione tworzywa sztuczne, takie jak polistyren (PS) i polietylen (PE), metale ciężkie, takie jak żelazo, krzemionka i cząstki niesyntetyczne.

<table><tbody><tr><td>1 L Szklana zlewka</td><td>Pyrex</td><td>1000-1L</td><td></td></tr><tr><td>1 L Szklana kolba próżniowa</td><td>Millipore Sigma</td><td>Z290459-1EA</td><td></td></tr><tr><td>100% bawełniany fartuch laboratoryjny</td><td>Landau</td><td>LA-3172</td><td></td></tr><tr><td>100 ml szklany lejek filtracyjny&nbsp;</td><td>Advantec</td><td>311000</td><td>https://www.sterlitech.com/glass-filter-holder-311000.html</td></tr><tr><td>99% alkohol izopropylowy</td><td>Oprogramowanie Fisher Scientific</td><td>A416-20</td><td></td></tr><tr><td>APEX</td><td>EDS EDAX</td><td></td><td>EDX służące do wykonywania analizy EDX na wychwyconych cząstkach.</td></tr><tr><td>Denton Prep Spilling System</td><td>Denton Vacuum</td><td>DESK II :</td><td>293618089 System powlekania złotem</td></tr><tr><td>FIDŻI, platforma do analizy obrazu</td><td>ImageJ</td><td>V 1.54F</td><td>FIJI (FIJI to po prostu ImageJ) - dystrybucja ImageJ&nbsp;</td></tr><tr><td>Szklana butelka z zakrętką</td><td>Corning&nbsp;</td><td>1395-250</td><td></td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>Kimtech</td><td>06-666-11C</td><td></td></tr><tr><td>LabSpec6</td><td>Horiba Scientific</td><td></td><td>Horiba Oprogramowanie Ramana zawierające ParticleFinder i kaptur z</td></tr><tr><td>przepływem laminarnym</td> ViewSharp <td>Air Science</td><td>VLF-72A</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop&nbsp;</td><td>Olympus&nbsp; / Nikon</td><td>BX61 / Ti2e</td><td>Do mikroskopii optycznej można wykorzystać dowolny mikroskop o odpowiedniej fluorescencji.&nbsp;</td></tr><tr><td>Filtry MPSN SiN</td><td>SiMPore Inc.</td><td>FD25-8.0-AU; FD25-8.0-NC FD25-20.0-AU, FD25-20.0-NC</td><td></td></tr><tr><td>Monoject 60 mL strzykawki</td><td>Coviden</td><td>8881560265</td><td></td></tr><tr><td>Nil Red w proszku</td><td>TCI</td><td>N0659</td><td></td></tr><tr><td>Rękawice nitrylowe</td><td>Ansell Microflex</td><td>19-167-17</td><td></td></tr><tr><td>OpenSpecy openanalysis.org</td><td></td><td></td><td>OpenSpecy Biblioteka spektralna</td></tr><tr><td>Open source Piekarnik</td><td>VWR</td><td>1310</td><td>Gravity Piec konwekcyjny</td></tr><tr><td>P20 Pipeta</td><td>Brandtech</td><td>705872</td><td></td></tr><tr><td>Końcówka do pipet</td><td>Premium Fiolki</td><td>GS 151140R</td><td></td></tr><tr><td>Fryta z podparcia polewowego</td><td>Advantec</td><td>311000</td><td>Część zestawu</td></tr><tr><td>Instrument Ramana</td><td>Horiba</td><td>Xplora PLUS</td><td></td></tr><tr><td>Korek gumowy</td><td>Advantec</td><td>311000</td><td>Część zestawu</td></tr><tr><td>Instrument SEM</td><td>Ziess</td><td>Auriga</td><td>Auriga Series, Modułowa stacja robocza z belką poprzeczną</td></tr><tr><td>Uszczelki silikonowe</td><td>SiMPore</td><td>GASKET-25-R</td><td>Uszczelki PDMS odlewane bezbarwnie, grubość 0,8 mm</td></tr><tr><td>Wałek silikonowy</td><td>Sanyue</td><td>&nbsp;( ASIN: B07XDTNPS3)</td> <td>Wałek silikonowy -&nbsp; 8 x 5 x 2 cale</td></tr><tr><td>Oprogramowanie SmartSEM</td><td>Zeiss</td><td>V8</td><td>SEM używane do obsługi Zeiss Auriga</td></tr><tr><td>Butelka z rozpylaczem</td><td>Uline</td><td>S-7273</td><td></td></tr><tr><td>Filtry strzykawkowe&nbsp;</td><td>Thermo Scientific</td><td>CH2225-PES</td><td>0,22 &mikro; M Filtry strzykawkowe Luer Lock, 25 mm&nbsp;</td></tr><tr><td>Pompa strzykawkowa</td><td>New Era Pump Systems, Inc.</td><td>NE-1000</td><td>Opcjonalny, ale zalecany</td></tr><tr><td>Trypan Blue - 0,4%</td> <td>miliporów Sigma</td><td>T8154-20ML</td><td></td></tr><tr><td>Pęseta</td><td>SiMPore</td><td>K6TWZR</td><td></td></tr><tr><td>Pompa próżniowa</td><td>Welch</td><td>847-676-8800</td><td></td></tr><tr><td>Rurka próżniowa</td><td>Grainger</td><td>ZUSA-HT-4037</td><td></td></tr></tbody></table>

multimodalna analiza mikroplastiku w wodzie pitnej przy użyciu rurociągu do analizy nanomembran krzemowych

Multimodal Analysis of Microplastics in Drinking Water using a Silicon Nanomembrane Analysis Pipeline

Biologiczny wpływ zanieczyszczenia mikroplastikiem w żywności i źródłach wody dla ludzi jest w dużej mierze nieznany, a źródła wody pitnej nie są wolne od tego zanieczyszczenia mikroplastikiem. W tym miejscu prezentujemy uproszczone podejście do wychwytywania, ilościowego określania i identyfikacji mikrodrobin plastiku w wodzie pitnej. Przedstawiamy analityczny przepływ pracy określany jako Silicon Nanomembrane Analysis Pipeline (SNAP), który wykorzystuje nowatorskie nanomembrany z azotku krzemu, które umożliwiają znaczący "współczynnik koncentracji", który konsoliduje zawieszone cząstki w płaskim obszarze obserwacyjnym w celu indywidualnej, wymiernej i multimodalnej analizy cząstek na tym samym podłożu. Główne zalety SNAP wynikają z zastosowania ultracienkich membran na bazie azotku krzemu umieszczonych w dyskach filtracyjnych o konwencjonalnych rozmiarach, umożliwiających bezpośrednie wychwytywanie i analizę polimerowych MP na tle niepolimerowym. Próbki wody pitnej pochodzące z regionu Rochester w stanie Nowy Jork zostały pobrane z domowych źródeł kranów i przeanalizowane za pomocą SNAP. Cząstki w każdej próbce scharakteryzowano za pomocą optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), spektroskopii Ramana i spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDX), a różne zidentyfikowane składniki określono ilościowo proporcjonalnie do całkowitej wychwyconej cząstki.

Tutaj prezentujemy protokół prezentujący optycznie przezroczyste i płaskie podłoże do usprawnionego wychwytywania i analizy cząstek zanieczyszczających w wodzie pitnej. Przedstawiono tutaj Silicon Nanomembrane Analysis Pipeline (SNAP): elastyczny rurociąg do wychwytywania, kwantyfikacji i identyfikacji cząstek w ciekłych mediach.

Multimodalna analiza mikroplastiku w wodzie pitnej przy użyciu rurociągu do analizy nanomembran krzemowych

The biological impact of microplastic pollution in human food and water sources is largely unknown, and drinking water sources are not exempt from this ...

Nasze cele badawcze to poprawa analizy mikrodrobin plastiku obecnych w wielu typach próbek, a także poprawa danych generowanych z tych cząstek, które są przedmiotem zainteresowania. Obecne metody analityczne dotyczące mikrodrobin plastiku są podatne na wprowadzanie zanieczyszczeń zewnętrznych. Metody, które tutaj opisujemy, eliminują etapy transferu i łagodzą ten problem zanieczyszczenia.Udostępniamy protokół wykorzystujący nanomembranę krzemową, który umożliwia naukowcom przeprowadzanie multimodalnych analiz interesujących ich cząstek ze zwiększoną wydajnością i mniejszym zanieczyszczeniem. Analiza mikroplastiku jest tylko na tyle skuteczna, na ile zastosowane metody, połączenie technik obrazowania optycznego, elektronowego i spektroskopowego pozwala na uzyskanie najpełniejszego obrazu. Nanomembrany krzemowe umożliwiają te wielokrotne analizy.[Narrator] Na początek załóż laboratoryjny fartuch wykonany w 100% z bawełny i rękawice nitrylowe. Za pomocą 99% alkoholu izopropylowego spryskaj rękawice nitrylowe, dokładnie przetrzyj dłonie i spłucz przefiltrowaną wodą o stężeniu około 18 megaomów 0,22 mikrometra. Złóż delikatną chusteczkę z naturalnego włókna na ćwiartki, a następnie spryskaj 70% alkoholem izopropylowym. Wytrzyj powierzchnię maski od tyłu do przodu i długimi pociągnięciami. Składanie delikatnej chusteczki roboczej na nieużywaną powierzchnię co dwa pociągnięcia. Teraz przetocz silikonową matę po powierzchni kaptura, aby zebrać wszelkie pozostałe cząsteczki. Spryskaj silikonowy wałek 99% alkoholem izopropylowym i wyszoruj dłonią w rękawiczce. Opłucz wałek przefiltrowaną wodą. Po trzykrotnym powtórzeniu procesu czyszczenia pozostaw wałek do wyschnięcia na powietrzu wewnątrz okapu. Aby wytworzyć ultraczystą wodę i alkohol izopropylowy, napełnij jednolitrową zlewkę 18 megaomami wody pod maską. Zalać strzykawkę o średnicy 60 milimetrów i założyć filtr strzykawkowy o średnicy 0,22 mikrometra, przepychając co najmniej 200 mililitrów przefiltrowanej wody przez strzykawkę i zespół filtra. Następnie trzykrotnie przepłucz szklany pojemnik z zakrętką przefiltrowaną wodą i napełnij pojemnik strzykawką przefiltrowaną wodą o strzykawce 18 megaomów 0,22 mikrometra. Powtórzyć etapy napełniania zlewki, zalewania strzykawki i płukania pojemnika, używając pożądanego stężenia procentowego alkoholu izopropylowego zamiast wody, aby wytworzyć ultraczysty alkohol izopropylowy. Załóż środki ochrony osobistej i rękawice nitrylowe. Spryskaj uszczelkę silikonową ultraczystym 99% alkoholem izopropylowym i wyszoruj uszczelkę palcami w rękawiczkach. Następnie spłucz uszczelkę ultraczystą wodą. Najpierw wygeneruj pusty proces. Wykorzystując zalaną strzykawkę, wlej 30 mililitrów ultraczystej wody i 30 mililitrów powietrza do 60-mililitrowej strzykawki. Przykręcić filtr strzykawkowy. Energicznie wstrząsnąć strzykawką i dozować płyn oraz powietrze przez filtr. Po trzykrotnym spłukaniu zmontuj aparat filtracyjny zgodnie z grafiką montażu wizualnego. Włącz podciśnienie w aparacie filtrującym, aby wytworzyć ujemny przepływ przez stos tarcz filtra. Aby zmierzyć zanieczyszczenie tła ślepej próby procesowej, należy powoli dozować 50 mililitrów ultraczystej wody na nanomembranę pośrodku górnej tarczy za pomocą przepłukanej strzykawki. Pozwól, aby ultraczysta woda się przefiltrowała. Gdy próbka wyschnie, wyłącz próżnię. Za pomocą czystej pęsety ostrożnie wyjmij krążki filtra z uszczelek i umieść je w czystym pojemniku, takim jak szklana szalka Petriego lub zaciemnione pudełko. Zobrazuj dyski filtracyjne pod mikroskopią w celu analizy optycznej i zliczania cząstek. W przypadku eksperymentalnych próbek cieczy należy powtórzyć proces płukania strzykawki z dodatkowo oczyszczoną uszczelką i filtrem strzykawkowym. Następnie pobierz żądaną ilość nowej próbki i powoli dozuj próbkę przez nanomembranę pośrodku górnego dysku. Po zakończeniu filtracji próbki przepłucz membranę trzykrotnie jednym mililitrem ultraczystej wody. Wypłucz trzy razy dwa szklane pojemniki z zakrętką ultraczystą wodą. Przygotuj 0,1 miligrama na mililitr roztworu czerwieni nilowej w ultraczystym 99% alkoholu izopropylowym w czystym szklanym pojemniku. Delikatnie odwróć pojemnik 10 razy, aby wymieszać roztwór. Przefiltrować roztwór czerwieni nilowej do drugiego szklanego pojemnika z zakrętką. Umieścić krążek filtra, który ma być zabarwiony, na frycie nośnym kolby próżniowej i odpipetować 20 mikrolitrów roztworu czerwieni nilowej o stężeniu 0,1 miligrama na mililitr na nanomembranę w środku krążka filtra. Inkubuj plamę na nanomembranie przez pięć minut, a następnie przefiltruj próżniowo plamę. Przepłucz dysk filtra trzy razy jednym mililitrem ultraczystego 99% alkoholu izopropylowego. Aby usunąć nadmiar czerwonej plamy Nilu. Pozostaw dysk filtra na frycie nośnej z włączonym próżnią przez dwie minuty, aby przefiltrować i wysuszyć resztki cieczy. Jeśli po dwóch minutach nadal nie wyschnie, przenieś go do piekarnika o temperaturze 70 stopni Celsjusza na dwie do pięciu minut, używając czystej szklanej szalki Petriego. W celu ilościowego określenia cząstek unieruchomij dysk filtra na szkiełku mikroskopowym za pomocą silikonowej uszczelki i przenieś go na stolik mikroskopu. Zobrazuj nanomembranę za pomocą oświetlenia jasnego pola, tak aby maksymalne wykryte liczby wynosiły około 90% maksymalnego zasięgu kamery detektora. Zobrazuj nanomembranę za pomocą oświetlenia fluorescencyjnego tak, aby maksymalne natężenie pikseli wynosiło około 25% maksymalnego zasięgu kamery detektora. Na koniec zapisz uzyskane obrazy jako 16-bitowy kompozytowy plik TIFF. Nieosłonięte nanomembrany z azotku krzemu i pokryte złotem nabłonki z azotku krzemu nadawały się do określonych typów analiz. Nieosłonięty azotek krzemu nadawał się do technik optycznych opartych na transmisji, a także do spektroskopii, podczas gdy nanomembrany krzemowe pokryte złotem nadawały się do technik opartych na odbiciu. Pokazana jest idealna kaskada danych, która została wygenerowana z pojedynczej nanomembrany krzemowej. Podejrzane cząstki mikroplastiku zabarwione czerwienią nilową wskazywały, że badane próbki wody z kranu miały znacznie wyższą liczbę cząstek większych niż 20 mikronów w porównaniu z podfrakcją od 8 do 20 mikronów. Widma Ramana zebrane za pomocą lasera o długości fali 830 nm miały wysoki współczynnik korelacji na tej samej cząstce analizowanej za pomocą mikroskopii optycznej. Spectra ujawniła, że cząstka składała się z polietylenu. Skaningowa mikroskopia elektronowa ujawniła szczegółowe cechy morfologiczne cząstek wychwyconych na nanomembranie krzemowej. Analiza spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii wykazała, że głównym składem cząstek był przede wszystkim węgiel i azot. To, wraz z wychwytem niebieskiego barwnika trypanowego, sugeruje, że cząstka jest prawdopodobnie pochodzenia organicznego. Nieoptymalne przygotowanie próbki przyniosło niejasne dane. Niewłaściwie wypłukana czerwona plama Nilu utrudnia identyfikację cząstek i uzyskano nieoptymalne widma Ramana o niskim współczynniku korelacji, co sugeruje, że nie można wiarygodnie potwierdzić tożsamości chemicznej cząstki.

multimodal-analysis-microplastics-drinking-water-using-silicon

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Przedstawiono protokół ekstrakcji i wstępnego zatężania estradiolu z próbek wody za pomocą zautomatyzowanego i zminiaturyzowanego systemu.

Prosta metoda automatycznej ekstrakcji próbek wody do fazy stałej do analizy immunologicznej małych zanieczyszczeń

Poniższy protokół opisuje metodologię: pobierania próbek mikroplastiku na powierzchni morza, separacji mikroplastiku i chemicznej identyfikacji cząstek. Protokół ten jest zgodny z zaleceniami dotyczącymi monitorowania mikrodrobin plastiku opublikowanymi przez Podgrupę Techniczną ds. Odpadów Morskich ds. Dyrektywy Ramowej w sprawie Strategii Morskiej.

Protokół pobierania próbek mikrodrobin plastiku z powierzchni morza i analizy próbek

Większość dotychczasowych badań nad mikroplastikiem miała miejsce w systemach morskich, gdzie poziom zawieszonych ciał stałych jest stosunkowo niski. Uwaga skupia się obecnie na systemach słodkowodnych, które mogą charakteryzować się dużą ilością osadów i pływającymi szczątkami. Protokół ten dotyczy zbierania i analizowania próbek mikroplastiku ze środowisk wodnych, które zawierają wysokie zawieszone ładunki stałe.

Pobieranie próbek, sortowanie i charakteryzowanie mikrodrobin plastiku w środowisku wodnym z dużą ilością zawieszonych osadów i dużymi pływającymi odpadami

To badanie szczegółowo opisało niezawodny i opłacalny protokół zbierania i wykrywania mikroplastiku podczas codziennego użytkowania produktów z tworzyw sztucznych.

Pobieranie próbek, identyfikacja i charakterystyka uwalniania mikroplastików z polipropylenowej butelki do karmienia niemowląt podczas codziennego użytkowania

Ten artykuł proponuje nową generację wieloparametrycznych platform analitycznych o zwiększonej przepustowości do charakterystyki podzbiorów pęcherzyków zewnątrzkomórkowych. Metoda opiera się na połączeniu multipleksowanych metod biodetekcji z analizami metrologicznymi i morfomechanicznymi za pomocą mikroskopii sił atomowych, w połączeniu ze spektroskopią Ramana, w celu kwalifikacji celów pęcherzykowych uwięzionych na biochipie mikromacierzy.

Multimodalna platforma analityczna na multipleksowanym chipie do obrazowania powierzchniowego rezonansu plazmonowego do analizy podzbiorów pęcherzyków zewnątrzkomórkowych

Przedstawiona tutaj jest metoda ekstrakcji mikroplastiku z gleby i identyfikacji ich typów polimerów. Metoda została zoptymalizowana pod kątem wykonania, możliwości zastosowania i opłacalności. Stanowi ona naukowe podstawy do standaryzacji metody analitycznej do identyfikacji mikrodrobin plastiku w glebie.

Separacja i identyfikacja konwencjonalnych mikrodrobin plastiku z gleb użytków rolnych

Tutaj przedstawiamy szczegółowy opis pobierania próbek wód gruntowych z otworu wiertniczego do analizy mikroplastików, wykorzystując opatentowany system pobierania próbek opracowany w tym celu. Protokół szczegółowo opisuje metody pobierania próbek mikroplastików z otworów wiertniczych, a także separację i identyfikację chemiczną mikroplastików.

Pobieranie próbek i identyfikacja mikroplastików w wodach gruntowych

Metoda EPA 1615 wykorzystuje filtr elektrododatni do koncentracji enterowirusów i norowirusów w środowisku i wodach pitnych. Niniejszy manuskrypt opisuje procedurę pobierania próbek do analiz metodą 1615.

Metoda EPA 1615. Pomiar występowania enterowirusów i norowirusów w wodzie za pomocą hodowli i RT-qPCR. I. Pobieranie próbek wirusów

Protokoły szybkiej oceny biologicznej wykorzystujące makrobezkręgowce bentosowe są często używane do monitorowania i oceny jakości wody. Skuteczny protokół obejmuje kolekcje wysięków poczwarkowych Chironomidae unoszących się na powierzchni (SFPE). Opisano tu techniki zbierania w terenie, obróbki laboratoryjnej, montażu szkiełek i identyfikacji Chironomidae SFPE.

Wykorzystanie pływających powierzchniowo wysięków poczwarkowych Chironomidae (Dipterae) jako protokołu szybkiej oceny biologicznej zbiorników wodnych

Tutaj prezentujemy procedurę ilościowego oznaczania enterowirusa i norowirusa w wodach środowiskowych i pitnych za pomocą odwrotnej transkrypcji ilościowej PCR. Średni odzysk wirusa z wód gruntowych przy użyciu tej znormalizowanej procedury z metody EPA 1615 wynosił 20% dla wirusa polio i 30% dla mysiego norowirusa.

Metoda EPA 1615. Pomiar występowania enterowirusów i norowirusów w wodzie za pomocą hodowli i RT-qPCR. Część III. Wykrywanie wirusów za pomocą RT-qPCR

Poznaj metodę SNAP do analizy mikroplastiku w wodzie pitnej przy użyciu nanomembran krzemowych. Protokół umożliwia multimodalne badania cząstek z minimalnym ryzykiem zanieczyszczenia zewnętrznego.

Multimodalna analiza mikroplastiku w wodzie pitnej przy użyciu rurociągu do analizy nanomembran krzemowych

Przeglądaj więcej filmów