Identifikace mikroplastů ve vodě a potravinách pomocí pyrolýzní GC s HRMS Orbitrap

Cíl

Cílem této technické poznámky je ukázat vhodnost systému pyrolýza-plynová chromatografie - Orbitrap™ hmotnostní spektrometrie pro detekci a identifikaci běžných polymerů ve vzorcích potravin a životního prostředí.

Obr. 1: Mikroplasty 

Úvod

Plasty zahrnují širokou škálu syntetických a polosyntetických polymerů s jedinečnými fyzikálními a chemickými vlastnostmi a používají se ve výrobcích, které se vyskytují ve všech aspektech každodenního života. Velkokapacitní výroba syntetických polymerů začala v 50. letech 20. století a na konci minulého desetiletí se odhadovalo, že celosvětová produkce plastů přesáhla 400 milionů tun ročně, z čehož přibližně 85 % nebylo recyklováno. Mikroplasty jsou malé částice ze syntetických polymerů o průměru obvykle mezi 5 mm a 1 μm, zatímco nanočástice zahrnují částice o velikostech pod 1 μm. Rozlišují se dva zdroje mikroplastů. Primárním zdrojem jsou kosmetické a zdravotnické výrobky, do nichž byly mikročástice - typicky polypropylen, polyethylen a polystyren - přidány záměrně. Sekundárním zdrojem jsou úlomky vzniklé roztříštěním větších předmětů ze syntetických polymerů, které se do životního prostředí obvykle dostávají nevhodnou likvidací. K fragmentaci dochází v důsledku mechanického namáhání a atmosférických podmínek. 

Byly přijaty některé právní kroky k omezení používání mikroplastů v kosmetických výrobcích, nicméně za hlavní zdroj znečištění mikroplasty jsou považovány sekundární zdroje. V současné době jsou mikroplasty přítomny v suchozemském i vodním prostředí. Vzhledem k jejich malým rozměrům mohou snadno migrovat z životního prostředí do potravního řetězce. Mikroplasty se mohou skládat nejen z čistého syntetického polymeru, ale mohou obsahovat i zbytky monomeru, změkčovadla, zpomalovače hoření a mnoho dalších toxických přísad, které mohou mít negativní dopad na lidské zdraví. V průběhu času mohou mikroplasty obsahovat kontaminanty životního prostředí, například stopové kovy.

Ke screeningu vzorků za účelem zjištění přítomnosti a identifikace chemické podstaty mikroplastových částic se běžně používá infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR), Ramanova spektroskopie a techniky založené na mikroskopii. Zejména v případě analýzy založené na mikroskopii je však počet vzorků, které lze prověřit, omezený. Pyrolýzní plynová chromatografie s hmotnostní spektrometrií (py-GC-MS) představuje slibnou alternativu pro monitoring a identifikaci mikroplastů tam, kde je kritická průchodnost. Tento analytický přístup navíc umožňuje časově úspornou detekci velkého množství mikroplastů a nanoplastů pod spodní hranicí velikosti mikroskopických technik.

Obr. 2: Thermo Scientific™ TRACE™ 1610 a Thermo Scientific™ Orbitrap Exploris™ GC 240.

Přečtěte si více o analýze mikroplastů při použití extraktoru Thermo Scientific™ Dionex™ ASE™ 350 (Accelerated Solvent Extractor), pyrolyzéru (Frontier Laboratories), plynového chromatografu Thermo Scientific™ TRACE™ 1310 (nyní TRACE™  1610) ve spojení s hmotnostním spektrometrem Thermo Scientific™ Orbitrap Exploris™ GC 240. K separaci produktů pyrolýzy byla použita kapilární kolona Thermo Scientific™ TraceGOLD™ TG-5SilMS 30 m × 0,25 mm I.D. × 0,25 μm. Data byla zpracována pomocí softwaru Thermo Scientific™ Compound Discoverer™ a Thermo Scientific™ Chromeleon™ Chromatography Data System (CDS).

Další podrobnosti se dozvíte v přiložené aplikaci nebo nás neváhejte kontaktovat na eliasova@pragolab.cz.