Silikon Nanomembran Analiz Boru Hattı Kullanılarak İçme Suyundaki Mikroplastiklerin Multimodal Analizi

Araştırma hedeflerimiz, birden fazla numune türünde bulunan mikroplastiklerin analizini iyileştirmenin yanı sıra, ilgilenilen bu parçacıklardan üretilen verileri iyileştirmektir. Mevcut mikroplastik analitik yöntemleri, dışsal kontaminasyonun ortaya çıkmasına eğilimlidir. Burada anlattığımız yöntemler, transfer adımlarını ortadan kaldırır ve bu kontaminasyon sorununu hafifletir.

Araştırmacıların ilgilendikleri parçacıkların daha yüksek verimlilik ve daha az kirlenme ile çok modlu analizlerini yapmalarına olanak tanıyan bir silikon nanomembran kullanan bir protokol sunuyoruz. Mikroplastiklerin analizi, yalnızca kullanılan yöntemler kadar etkilidir, optik, elektron ve spektroskopik görüntüleme tekniklerini birleştirmek en iyi resme izin verir. Silikon nanomembranlar bu çoklu analizleri mümkün kılar.

[Ekran Okuyucusu] Başlamak için %100 pamuklu bir laboratuvar önlüğü ve nitril eldiven giyin. % 99 izopropil alkol kullanarak nitril eldivenleri püskürtün, ellerinizi iyice ovalayın ve yaklaşık 18 megohm 0.22 mikrometre filtrelenmiş su ile durulayın. Doğal elyaf hassas bir görev mendilini dörde katlayın, ardından %70 izopropil alkol püskürtün. Davlumbaz yüzeyini arkadan öne doğru ve uzun vuruşlarla silin. Hassas görev mendilini her iki vuruşta bir kullanılmayan bir yüzeye yeniden katlayın. Şimdi kalan parçacıkları toplamak için kaputun yüzeyi boyunca bir silikon paspas yuvarlayın. Silikon silindire %99 izopropil alkol püskürtün ve eldivenli bir el kullanarak ovalayın. Silindiri filtrelenmiş suyla durulayın. Temizleme işlemini üç kez tekrarladıktan sonra, silindirin davlumbazın içinde kurumaya bırakın. Ultra saf su ve izopropil alkol üretmek için, bir litrelik bir kabı kaputun altındaki 18 megohm su ile doldurun. 60 milimetrelik bir şırıngayı astarlayın ve şırınga ve filtre tertibatından en az 200 mililitre filtrelenmiş su iterek 0,22 mikrometre kesme şırınga filtresini takın. Daha sonra bir cam vidalı kapaklı kabı filtrelenmiş suyla üç kez durulayın ve kabı şırınga ile filtrelenmiş 18 megohm 0.22 mikrometre filtrelenmiş su ile doldurun. Ultra saf izopropil alkol oluşturmak için su yerine istenen yüzde izopropil alkol kullanarak beher doldurma şırınga astarlama ve kap durulama adımlarını tekrarlayın. Kişisel koruyucu ekipman ve nitril eldiven giyin. Ultra saf %99 izopropil alkol içeren bir silikon conta püskürtün ve contayı eldivenli parmaklarla ovalayın. Ardından contayı ultra saf suyla durulayın. İlk olarak, işlem boşluğunu oluşturun. Astarlanmış şırıngayı kullanarak, 60 mililitrelik şırıngaya 30 mililitre ultra saf su ve 30 mililitre hava alın. Bir şırınga filtresini vidalayın. Şırıngayı kuvvetlice çalkalayın ve sıvıyı ve havayı filtreden boşaltın. Üç kez duruladıktan sonra, filtrasyon aparatını görsel montaj grafiğine göre monte edin. Filtre diski yığını boyunca negatif bir akış oluşturmak için filtrasyon aparatına giden vakumu açın. Proses boşluğunun arka plan kontaminasyonunu ölçmek için, durulanmış şırıngayı kullanarak üst diskin ortasındaki nanomembranın üzerine 50 mililitre ultra saf su dağıtın. Ultra saf suyun süzülmesine izin verin. Numune kuruduktan sonra vakumu kapatın. Temiz cımbız kullanarak filtre disklerini contalardan dikkatlice çıkarın ve cam Petri kabı veya koyu renkli bir kutu gibi temiz etiketli bir kaba koyun. Optik analiz ve partikül sayımı için filtre disklerini mikroskopi altında görüntüleyin. Deneysel sıvı numuneler için, şırınga durulama işlemini ek bir temizlenmiş conta ve şırınga filtre ünitesi ile tekrarlayın. Ardından, istenen miktarda yeni numune alın ve numuneyi üst diskin ortasındaki nanomembranın üzerine yavaşça dağıtın. Numune filtrasyonu tamamlandıktan sonra, membranı bir mililitre ultra saf su ile üç kez durulayın. İki cam vidalı kapaklı kabı ultra saf suyla üç kez durulayın. Temiz bir cam kapta ultra saf% 99 izopropil alkol içinde mililitre başına 0.1 miligram Nil kırmızısı çözeltisi hazırlayın. Çözeltiyi karıştırmak için kabı 10 kez hafifçe ters çevirin. Nil kırmızısı çözeltisini ikinci cam vidalı kapaklı kaba süzün. Lekelenecek filtre diskini vakumlu toplama şişesinin destek fritine yerleştirin ve mililitre başına 0.1 miligram Nil kırmızısı çözeltisinden 20 mikrolitre pipetleyin ve filtre diskinin ortasındaki nanomembranın üzerine pipetleyin. Lekeyi nanomembran üzerinde beş dakika inkübe edin ve ardından lekeyi vakumla süzün. Filtre diskini bir mililitre ultra saf %99 izopropil alkol ile üç kez durulayın. Fazla Nil kırmızısı lekesini çıkarmak için. Kalan sıvıyı filtrelemek ve kurutmak için filtre diskinin vakum açıkken iki dakika boyunca destek fritinin üzerinde oturmasına izin verin. İki dakika sonra hala kurumazsa, temiz bir cam Petri kabı kullanarak iki ila beş dakika boyunca 70 derecelik bir fırına aktarın. Partikül miktar tayini için, filtre diskini bir silikon conta kullanarak bir mikroskop lamı üzerinde hareketsiz hale getirin ve mikroskop aşamasına taşıyın. Parlak alan aydınlatması kullanarak nanomembranı görüntüleyin, böylece algılanan maksimum sayımlar dedektör kamerasının maksimum aralığının yaklaşık %90'ı olur. Maksimum piksel yoğunlukları dedektör kamerasının maksimum aralığının yaklaşık %25'i olacak şekilde floresan aydınlatma kullanarak nanomembranı görüntüleyin. Son olarak, alınan görüntüleri 16 bitlik bir bileşik TIFF dosyası olarak kaydedin. Çıplak silisyum nitrür ve altın kaplı silisyum nitrür nanomembranlar belirli analiz türleri için uygundur. Çıplak silisyum nitrür, transmisyon tabanlı optik teknikler ve spektroskopi için uygunken, altın kaplı silikon nanomembranlar yansıma tabanlı teknikler için uygundu. Tek bir silikon nanomembrandan üretilen ideal bir veri dizisi gösterilmiştir. Nil kırmızısı ile boyanmış şüpheli mikroplastik parçacıklar, test edilen musluk suyu numunelerinin, 8 ila 20 mikron alt fraksiyonuna kıyasla 20 mikrondan daha büyük partikül sayısının önemli ölçüde daha yüksek olduğunu gösterdi. 830 nanometre lazerle toplanan Raman spektrumları, optik mikroskopi ile analiz edilen aynı parçacık üzerinde yüksek bir korelasyon katsayısına sahipti. Spectra, parçacığın polietilenden oluştuğunu ortaya çıkardı. Taramalı elektron mikroskobu, silikon nanomembran üzerinde yakalanan parçacıkların ayrıntılı morfolojik özelliklerini ortaya çıkardı. Enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi analizi, ana parçacık bileşiminin esas olarak karbon ve nitrojen olduğunu gösterdi. Bu, tripan mavisi leke alımı ile birlikte, partikülün muhtemelen organik kökenli olduğunu düşündürmektedir. Yetersiz numune hazırlama, net olmayan veriler verdi. Uygun olmayan şekilde durulanmış Nil kırmızısı lekesi, partikül tanımlamasını zorlaştırır ve düşük korelasyon katsayısına sahip optimal olmayan Raman spektrumları elde edilir, bu da partikülün kimyasal kimliğinin güvenilir bir şekilde doğrulanamayacağını düşündürür.