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原文传递一种基于拉曼成像检测微塑料的方法

专利名称：	一种基于拉曼成像检测微塑料的方法
摘要：	本发明涉及一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，包括：主要对于水样、土壤或沉积物中的微塑料进行测定，(1)获得待测样品的上清液，进行二级过滤获得冲洗后的不锈钢滤网；(2)对所述冲洗后的不锈钢滤网进行洗脱、消解；(3)将所述消解后的样品进行尺寸分级过滤，获得含有不同尺寸样品的不锈钢滤网；(4)将含有不同尺寸样品的不锈钢滤网进行洗脱；(5)将所述洗脱后不同尺寸的样品进行浓缩，分别富集在不同大小检测单元内；(6)通过拉曼扫描成像对富集在检测单元上的样品进行微塑料检测。本发明是基于一种新型的拉曼成像检测基底而提供出一种缩短扫描时间，提高小尺寸微塑料检出率的检测方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	中国科学院城市环境研究所
发明人：	张丹丹;张子兴;王佳妮;张娴
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-23T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311065218.0
公开号：	CN117092088A
代理机构：	厦门市精诚新创知识产权代理有限公司
代理人：	刘小勤
分类号：	G01N21/65;G01N1/34;G01N1/30;G01N1/44;G01N1/28;G01N1/40;G;G01;G01N;G01N21;G01N1;G01N21/65;G01N1/34;G01N1/30;G01N1/44;G01N1/28;G01N1/40
申请人地址：	361021 福建省厦门市集美区集美大道1799号
主权项：	1.一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，其特征在于：包括以下步骤： (1)获得待测样品的上清液，进行二级过滤，将所述上清液过1-10μm不锈钢滤网，过滤后加超纯水冲洗所述不锈钢滤网，获得冲洗后的不锈钢滤网； (2)对所述洗后的不锈钢滤网进行洗脱、消解，将所述不锈钢滤网置于装有H2O2溶液的容器中，进行超声处理，取出所述不锈钢滤网，再用H2O2溶液冲洗所述不锈钢滤网上的残留物，收集所述残留物至所述容器中，加热所述容器，获得消解后的样品； (3)将所述消解后的样品进行尺寸分级过滤，将所述消解后的样品经50-500μm所述不锈钢滤网过滤，过滤后加超纯水冲洗所述50-500μm不锈钢滤网，获得冲洗后的50-500μm不锈钢滤网和滤液；将所述滤液再经1-10μm不锈钢滤网过滤，加超纯水冲洗，获得冲洗后的1-10μm不锈钢滤网； (4)将所述冲洗后的50-500μm不锈钢滤网，以及所述冲洗后的1-10μm不锈钢滤网进行洗脱，将2种不锈钢滤网分别置于装有超纯水的容器中，进行超声处理，分别取出所述不锈钢滤网，用超纯水冲洗所述不锈钢滤网上的残留物，分别收集所述残留物至容器中，获得洗脱后不同尺寸的样品； (5)分别将所述洗脱后不同尺寸的样品进行浓缩和富集，将步骤(4)中收集了残留物的所述容器进行加热处理，振荡混匀后，获得浓缩液，将所述浓缩液加入至基底的检测单元上进行富集，分别获得富集在的不同基底检测单元上的不同尺寸的样品； (6)对所述检测单元进行拉曼光谱检测，包括：对所述富集＞50～500μm尺寸微塑料样品的检测单元扫描区域采取全区域面扫模式，以及对所述富集(1-10)～(50-500)μm尺寸的检测单元采用局部扫描估算整体的方法。 2.根据权利要求1所述一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，其特征在于：所述获得待测样品的上清液，针对液体样品，首先将所述液体样品采用不锈钢滤网截留水样中≥3μm的所有颗粒物，将过滤后的所述不锈钢滤网置于装有饱和氯化钠溶液的容器中，超声后取出所述不锈钢滤网，用饱和氯化钠溶液冲洗所述不锈钢滤网上的残留物，收集所述残留物至所述容器中，封闭所述容器进行静置处理，获得待测样品的上清液。 3.根据权利要求1所述一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，其特征在于：获得所述待测样品的上清液，针对固体样品或者固液混合样品，首先取所述样品至容器中，加入饱和氯化钠溶液，将所述容器进行加热处理，搅拌，静置，取上层液置于另一容器中，剩余的物料继续加入饱和化钠溶液，再次进行加热处理，搅拌，静置，取上层液，重复1-2次操作后，将获得的上层液合并，获得待测样品的上清液。 4.根据权利要求2所述一种基于拉曼成像检测微塑料的方法法，其特征在于：所述液体样品为水样；任选地，所述超声时间为5-30min，优选为10min；任选地，所述静置时间为8-48h，优选为12h。 5.根据权利要求3所述一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，其特征在于：所述固体样品或者固液混合样品为土壤或沉积物，所述样品与饱和氯化钠溶液按照体积比(1-2):(6-12)混合；任选地，所述加热温度为50-70℃，优选为60℃；任选地，所述搅拌，在500-1000rpm转速下进行0.5-2h搅拌，优选为800rpm转速下进行1h搅拌；任选地，所述静置时间为2-24h，优选为12h。 6.根据权利要求1-5任一所述一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述二级过滤包括：将所述上清液过3μm所述不锈钢滤网，过滤后加超纯水冲洗所述不锈钢滤网，使超纯水充分溶解并带走残留在所述不锈钢滤网上的氯化钠，获得冲洗后的不锈钢滤网；任选的，步骤(2)中所述消解包括：将所述不锈钢滤网置于装有20-100mL 30％H2O2溶液的容器中，进行超声10-30min处理，取出所述不锈钢滤网，再用30％H2O2溶液冲洗所述不锈钢滤网上的残留物，收集所述残留物至所述容器中，封闭所述容器并进行50-70℃加热8-48h，获得消解后的样品；任选的，步骤(3)中所述尺寸分级过滤包括，将所述消解后的样品经106μm所述不锈钢滤网过滤，以截留>106μm的所述微塑料，过滤后加超纯水冲洗所述106μm不锈钢滤网，获得冲洗后的所述106μm不锈钢滤网和含有≤106μm微塑料的滤液；将所述滤液再经所述3μm不锈钢滤网过滤，加超纯水冲走所述3μm不锈钢滤网上残留的H2O2，获得冲洗后的所述3μm不锈钢滤网；任选的，步骤(4)所述超声处理包括，超纯水需浸没所述不锈钢滤网，超声处理5-15min，获得洗脱后>106μm和3-106μm的样品；优选为超声10min处理；任选的，步骤(5)所述浓缩和富集，将步骤(4)中收集了残留物的所述容器进行60-80℃加热处理，以使得水分蒸发，待所述容器中液体至0.2-1mL后，振荡20-60s混匀，分别获得>106μm和3-106μm的样品浓缩液，将所述>106μm的样品浓缩液加入至3～8mm的检测单元上进行富集，将所述3～106μm的样品浓缩液加入至1～3mm的检测单元上进行富集，分别获得富集后的检测单元。 7.根据权利要求6所述一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，其特征在于：所述消解过程中进行所述超声20min处理；采用30wt％所述H2O2溶液；所述容器进行50-70℃加热8-48h；任选地，所述尺寸分级过滤过程中使用的不锈钢滤网直径为25mm。 8.根据权利要求1所述一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，其特征在于：所述拉曼成像检测基底，是指在高纯金属平板表面涂布超疏水材料，在喷涂时用呈阵列式排布的磁铁盖住所述金属平板表面，喷涂后取下遮盖的磁铁，从而得到在超疏水平板上阵列式排布的亲水单元，所述亲水单元即为检测单元，具有锚定作用，可使样品浓缩液在所述检测单元内富集；任选地，所述金属平板的材料为高纯铝、银中至少一种，纯度99％；任选地，超疏水材料为氟改性的二氧化硅；任选地，所述亲水单元的材质为未涂布超疏水材料的所述金属，每个亲水单元正下方1mm处设置定位点，用于所述面扫模式时快速定位；优选地，所述亲水单元为直径1-8mm的圆形。 9.根据权利要求7或8任一所述一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，其特征在于：所述采用面扫模式的具体参数为：532nm激光，300～600lines/mm光栅，10～100倍镜头，拉曼位移范围为100～4000cm-1，扫描单点曝光时间为0.1～5s，将定位点的坐标设置为(0，0)，设定扫描的范围：X：-2600～2600μm，Y：-6100～-900μm，扫描步长50-500μm；所述X定义为显微镜载物台左右方向，往左移动为“﹢”，往右移动为“﹣”；所述Y定义为显微镜载物台前后方向，往前移动为“﹢”，往后移动为“﹢”；优选地，采用激光共聚焦拉曼显微镜(Horiba LabRAM ARAMIS)，所述采用面扫模式的具体参数为：532nm激光，300lines/mm光栅，50倍镜头，拉曼位移范围为300～3500cm-1，曝光时间为0.5s，扫描时，将富集>106μm样品的检测单元设置扫描步长100μm；将富集3～106μm样品的检测单元设置扫描步长3μm。 10.根据权利要求9所述一种基于拉曼成像检测微塑料的方法，其特征在于：测定地表水中所述微塑料的回收率≥78％；和/或测定土壤中所述微塑料的回收率≥79％。