2021年,知名学术期刊《Environment International》(《国际环境》)杂志刊发的一篇文章首次通过拉曼显微光谱(Raman Microspectroscopy)技术检测在妊娠参与者的胎盘样本中检测到几个微塑料碎片。
在上个世纪,全球塑料产量已达到每年3.2亿吨(Mt),超过40%的塑料被用作一次性包装,从而产生塑料垃圾。在大气中的因素(如紫外线辐射和光氧化等)与细菌共同作用下,塑料碎片会被降解成微颗粒和纳米颗粒,进入到我们的生存环境中。如今,微塑料已经全面充斥着我们的生活。所谓微塑料(MPs)即粒径小于5mm的塑料颗粒。在人体组织内部,微塑料会被宿主机体视为异物,从而引发局部免疫反应和炎症。
在此试验中,研究人员共收集了6名健康女性志愿者自愿捐赠的胎盘样本,对样本进行处理,通过拉曼光谱法进行检测。结果共在4例孕妇胎盘中检测到12个微塑料颗粒(命名为#1-#12),其中,5个微塑料颗粒在胎儿侧检出;4个微塑料颗粒在母体侧检出;3个微塑料颗粒在羊膜中检出。
已鉴别出的MPs中,颗粒#2、#10和#11鉴定为聚丙烯,碎片颗粒#1、#3-#9和#12为油漆、涂料或染料,这些微塑料通常应用于油漆、涂料、粘合剂、石膏、大分子塑料聚合物,化妆品和个人护理产品中。
在研究中发现的微塑料颗粒不仅仅来自于涂料中,在生活中也极为常见,例如,颜料氧化铁黄(颗粒#1)用于聚合物(塑料和橡胶)和各种化妆品的着色,如BB霜和粉底;铜酞菁(颗粒#2、#5、#10、)和酞菁(颗粒#3)用于塑料材料(聚氯乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯)的着色,用于手指颜料;颜料蒽酮紫(4号粒子)特别用于纺织(棉/聚酯)染色、涂料、粘合剂、香料和空气清新剂;颜料群青主要应用于化妆品中,如香皂、唇膏、睫毛膏、眼影等化妆品的配方。
而在胎盘的各分部均有发现微塑料的存在,说明这些微塑料一旦进入人体,就可以分布于胎盘任何部位。由于胎盘屏障是人体最强大的保护屏障之一,因此外源性和潜在有害(塑料)颗粒的存在是一个非常令人担忧的问题。
微塑料和纳米塑料的污染问题已经成为当今社会的环境难题,亟需建立起适用的方法来检测纳米塑料的存在。常用的微塑料成分检测方法有傅里叶红外光谱仪、气相色谱质谱联用仪等,但此类方法通常检测成本高,操作复杂。拉曼光谱作为一种分子指纹图谱技术,通过检测分子振动引起的光散射来确定样品的成分和结构。在微塑料检测领域,拉曼光谱技术以其非接触、无损、高灵敏度、化学特异性等优势得到广泛应用。
在微塑料分析时,经常将拉曼光谱技术与光学显微镜组合,构成显微拉曼测量系统(Micro-Raman),这样不仅可以获取样品的拉曼光谱,还可以绘制整个样品区域图像,从而快速确定微塑料的种类、形貌、尺寸及数目。
如下图,采用普识纳米显微拉曼光谱仪采集几种常见微塑料拉曼图谱,均显示出清晰明显的拉曼特征峰,可以实现微塑料的定性鉴别。
结合显微成像功能可采集样品区域图像,从而快速确定微塑料的种类、形貌、尺寸及数目。
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