化妆品中微塑料的红外显微检测与鉴定

据估计，世界海洋中有超过1.5亿吨的塑料材料。亚博网站下载这些污染大部分是大型物品，如塑料袋和废弃的饮料瓶。还有另一组研究活动涉及被称为微塑料的小得多的材料，它们污染河流和海洋系统，给水生生物带来了完全不同的问题。亚博网站下载

什么是塑料微粒

微塑料珠被用作一些化妆品的研磨材料，如牙膏、沐浴啫喱和磨砂膏。亚博网站下载这些珠子的大小是亚毫米，然后被冲进水槽，进入下水道系统。污水处理厂无法过滤掉这些微塑料珠，因为它们太小了，因此这些微塑料珠流入河流系统，最终进入海洋。随后，鱼类和海洋生物会吞下这些微塑料，最终进入人类的食物链。美国已经禁止在任何化妆品中使用微塑料。大多数化妆品公司已经自愿采取措施逐步停止使用微塑料。

红外(IR)光谱

红外光谱是一种可靠的高分子材料测定方法。亚博网站下载该方法已广泛应用于100 μ m以上的大型高分子材料的鉴定。亚博网站下载Spectrum Two™是一种可移动的FT-IR光谱仪，可以通过电池组操作，因此可以在船上使用，立即识别这些聚合物。红外显微镜能够检测和识别微小到几微米的微塑料。

使用Spotlight™200i红外显微镜进行实验

Spotlight™200i红外显微镜系统用于测试两种市售产品，以确定微塑料是否作为去角质剂存在，并对所使用的塑料类型进行分类。实验中选择的第一个产品是面部磨砂膏。第二种产品是身体磨砂膏。两种产品均溶于热水中，使可溶性成分溶解。

为了捕获大于50µm的不溶性成分，溶液要通过50µm的过滤器过滤。然后让过滤器干燥，然后进行红外显微镜测量。样品可以直接在网格上进行测量，也可以在将残留颗粒移到显微镜支架上的红外透射窗口后进行测量。yabo214图1和图2显示了收集到的微塑料的可见图像。

图1所示。在网格上收集产品1(面部磨砂)中的微塑料。

图2。从产品2(身体磨砂)收集的微塑料的放大视图。

图片显示，产品1(磨砂膏)含有形状不均匀的微塑料，含有两种不同颜色的颗粒。yabo214同样，第二组图像显示产品2 (body scrub)含有直径为50-80µm的形状均匀的球体。

这些粒子的红外光谱可以在红外显微镜上通过反射或透射来测yabo214量。图3显示了图1中原位粒子的光谱测量结果。yabo214透射光谱具有比反射光谱高得多的信号，并为这种测量提供了更好的灵敏度。此外，反射光谱中的波段更加强烈，这是由于红外光束有效地通过了两次样品，称为半透明。

这不会对更小的粒子造成任何问题。yabo214然而，大粒子的路径长度非常大，导致带被完全吸收，难以识别。yabo214不过，从反射光谱或透射光谱来鉴别材料仍然是可行的。网格有可能会阻碍传输测量，导致到达探测器的能量减少到最小程度。在光谱中看到的基线斜率是由这个因素引起的。然而，对一般测量没有根本的影响。

图3。产品1中微塑料颗粒的光谱。透射谱(黑色)及反射光谱(红色)

为了获得高质量的材料光谱，建议将样品放置在ir透射窗口材料上，如溴化钾(KBr)。这可以通过在包含样品的网格上放置一个KBr窗口来实现。然后，将网格倒置，使微塑料颗粒直接转移到KBr窗口。yabo214从产品1中含有大量粒子的区域收集可见图像调查。yabo214

使用Spectrum 10软件的“分析图像”特性，可以使智能自动化程序检测可见图像测量中的粒子，如图4所示。yabo214

图4。Analyze Image软件程序检测产品1中的粒子。yabo214

自动化程序能够检测可见图像中的任何粒子，并将其标记为感兴趣的区域。yabo214然后计算出能完全拟合每个粒子的最大矩形孔径。因此，在数据扫描过程中，信噪比得到了优化。

以前，设置光圈和手工选择感兴趣的区域是一个时间密集型的过程。通过选择“扫描标记”收集透射光谱，对每个粒子的背景使用等效孔径。从而实现了在采集时实时显示比例光谱的功能。利用搜索、比较、验证等软件功能，可以在数据采集过程中进行自动光谱处理。

为了研究微塑料，对聚合物光谱库进行光谱搜索，以提供结果屏幕中所有粒子的身份(图5)。yabo214

图5。结果筛选为颗粒的检测和鉴定。yabo214

结果表明，产品1含有两种聚合物-聚乙烯和聚丙烯。产品2只含有聚乙烯。图6给出了代表性光谱。两种产品的聚乙烯光谱有细微的差异。这可能是由于添加剂的存在。

图6。产品1中聚丙烯的上谱。产品1中聚乙烯的中谱。产品2中聚乙烯的底谱。

结论

微塑料对环境的影响日益受到关注，它们在消费品中的使用越来越被禁止。结果表明，自动红外显微技术是检测和鉴别化妆品中微塑料来源的一项宝贵技术。

这些信息已经从PerkinElmer提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问PerkinElmer．