Schnelle chemische Einzelpartikel-Bildgebung von Nanokunststoffen mittels SRS-Mikroskopie

Zur Demonstration werden Mikro-Nano-Kunststoffe in Flaschenwasser mit mehrdimensionaler Profilierung einzelner Kunststoffpartikel analysiert. Die Quantifizierung lässt darauf schliessen, dass sich in jedem Liter Wasser in Flaschen mehr als 105 Partikel befinden, bei denen es sich grösstenteils um Nanoplastik handelt. Diese Studie verspricht, die Wissenslücke zur Plastikverschmutzung auf Nanoebene zu schliessen.

Kunststoffe sind mittlerweile in unserem täglichen Leben allgegenwärtig. Das Vorhandensein von Mikroplastik (1 µm bis 5 mm Länge) und möglicherweise sogar Nanoplastik (<1 µm) gibt in letzter Zeit Anlass zu gesundheitlichen Bedenken. Insbesondere Nanoplastik gilt als giftiger, da sie aufgrund ihrer geringeren Grösse im Vergleich zu Mikroplastik viel leichter in den menschlichen Körper gelangen können. Der Nachweis von Nanoplastik stellt jedoch enorme analytische Herausforderungen sowohl an die Empfindlichkeit auf Nanoebene als auch an die Spezifität der Kunststoffidentifizierung dar, was zu einer Wissenslücke in dieser mysteriösen Nanowelt um uns herumführt.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, haben wir eine Bildgebungsplattform mit hyperspektraler stimulierter Raman-Streuung (SRS) mit einem automatisierten Kunststoffidentifizierungsalgorithmus entwickelt, der eine Mikro-Nano-Kunststoffanalyse auf Einzelpartikelebene mit hoher chemischer Spezifität und hohem Durchsatz ermöglicht.

Wissenschaftler der US-Universitäten Columbia und Rutgers haben eine alarmierende Menge an Mikro- und Nanoplastikpartikeln in Flaschenwasser entdeckt. In einem durchschnittlichen Liter Wasser in Flaschen fanden sie fast eine Viertelmillion dieser winzigen Plastikteilchen.

Die Partikel wurden erstmals mit einem Mikroskop, das zwei Laser verwendet, identifiziert und kategorisiert. Obwohl Wissenschaftler bereits vermutet hatten, dass solche Partikel in hoher Zahl vorhanden sind, konnten erst jetzt genaue Messungen und Typisierungen vorgenommen werden.

Diese Erkenntnisse haben dazu geführt, dass einige Forscher ihren Konsum von abgefülltem Wasser reduziert haben.

Naixin Qian, Xin Gao, Xiaoqi Lang, Wei Min