质谱仪-Mass 热裂解气相层析质谱仪(Py-GCMS)应用：环境中塑料微粒(microplastics, MPs)定性分析
流入海洋的塑料废弃物会受到各种机械与化学作用而降解，例如海浪、阳光的氧化作用，使塑料废弃物转化为小碎片，碎片的尺寸小于5mm，被称作塑料微粒microplastics, MPs。微塑料可以被人体器官吸收并累积，对人类健康产生高度风险，引起了全球的广泛关注。
本应用介绍日本大阪湾海水水体表面收集的塑料微粒，运用Py-GCMS进行定性分析。取得三种白色塑料微粒microplastics，将样品切成1mm的正方形放入样品杯，然后置入预热至600ºC的热裂解仪(Py)中热裂解样品，串联气相质谱仪(GCMS)分析。获得的塑料微粒样品的热解谱图如图1所示。通过F-Search “All In One”数据库，进行的图谱比对，可以快速获得分析结果，显示样品A，B和C分别为聚苯乙烯polystyrene，聚乙烯polyethylene和聚丙烯polypropylene。
▲图一 白色塑料微粒microplastics热裂解质谱图
▲ 图二 各种颜色海洋塑料微粒microplastics热裂解质谱图
我们取6种不同颜色的，通过Py-GC/MS获得的六个不同microplastics样品的热解谱图，如图二所示。通过数据库比对，样品A被鉴定为聚乙烯(polyethylene)，而样品C至F几乎显示了相同的热解谱鉴定为聚丙烯(polypropylene)，样品B由FT-IR测量中根据样品库检索，被鉴定为乙丙橡胶(ethylene propylene rubber)。但是样品B在其热裂解图，中显示出其为异戊二烯(isoprene)、苯乙烯(styrene)和丁二烯(butadiene)的讯号峰，得知样品应该为天然橡胶(natural rubber)或异戊二烯橡胶(isoprene rubber)和丁苯橡胶(butadiene rubber)。
塑料微粒的由多种未知塑料来源组成，分析结果显示透过Py-GC/MS可以轻松区别不同类型的塑料，在面对复杂多样类型的塑料，相较于FT-IR更能透过特征讯号峰的比对，准确判断未知的塑料微粒组成，将对于塑料微粒研究的具有更准确的应用。我们将在下一篇文章中，分享环境中复杂基质里塑料微粒定性与定量应用信息。
▲ 图三 热裂解串联气相层析质谱仪 (Pyrolysis(Py)-GC/MS)
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