南开大学联合安捷伦开发微氟塑料(MFP)检测新方法:LDIR光谱法首测六种氟聚合物
B910化工消息:6月26日消息,全球科研人员一直在食品、水和其他环境介质中搜寻微塑料和全氟/多氟烷基物质(PFAS)。但位于这两大研究领域交叉点的微氟塑料(MFPs),长期未得到足够关注。
现在,南开大学Chu Peng团队联合安捷伦(Agilent)中国技术部,在《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology 2026, DOI: 10.1021/acs.est.6c04873)发表研究,建立了从六种不同含氟聚合物中提取和测量微塑料颗粒的新方法。研究团队在归档的灰尘、悬浮颗粒和沉积物样本光谱中检出全部六种类型(其中四种为首次检出),MFP总体约占这些光谱所反映的微塑料总量的2%-8%。
Chu Peng及同事在着手测量MFP时发现,除聚四氟乙烯(PTFE)外几乎没有参考光谱,于是开始与安捷伦中国合作,为六种含氟聚合物制备参考光谱库:PTFE、聚偏氟乙烯(PVDF)、PVDF-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)和氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)。
在参考光谱制备上,研究团队选用安捷伦的激光直接红外(LDIR)光谱技术——这是微塑料研究中一种新兴工具。LDIR测量与传统傅里叶变换红外(FTIR)光谱相同的聚合物红外吸收,但速度更快。原因在于LDIR扫描的波长范围更窄(900-1800 cm⁻¹),而FTIR扫描全范围(400-4000 cm⁻¹)。氟聚合物特征的C-F键恰好落在这一较窄窗口内,使LDIR技术特别适合MFP分析。
在样品前处理方面,由于MFP比普通微塑料坚韧得多,研究人员开发了一套更严苛的程序:依次用强酸、强碱、有机溶剂处理MFP样本,使检出的MFP增加约67%-100%。罗德岛大学环境科学家Rainer Lohmann(未参与研究)评价道:"他们基本上降低了背景信号……这是很好的一步。"同一处理样品需同时经过常规温和消化和严苛消化才能测量所有微塑料,但新协议仍有价值——"你能从已采集的样品中获取更多信息。"
研究团队将方法应用于实际场景,测量不粘锅烹饪产生的PTFE MFP:煎鸡蛋产生3890-6760个PTFE微塑料颗粒,煮面条产生2120-4960个;使用老旧、有划痕的锅比新锅产生更多MFP。作为对比,2023年的一项研究显示,聚丙烯容器中微波加热水3分钟可释放数百万微塑料颗粒。在对归档微塑料光谱的分析中,研究团队发现六种MFP类型全部存在,其中PTFE最普遍,其次是特种氟聚合物ECTFE。
在科学与产业层面,这项工作填补了PFAS研究与微塑料研究之间的方法学空白。对于常常无法解释灰尘或沉积物样品中全部有机氟去向的PFAS研究人员而言,MFP可能有助于解释"缺失的氟"。亚利桑那州立大学环境健康工程师Rolf Halden(未参与研究)指出,LDIR仪器已商品化,所报道的MFP测量方法应能被不同研究组"轻松适配"。他还赞赏团队制备并测量了老化的MFP,发现新旧MFP之间存在清晰的光谱差异,而颗粒尺寸或形状的差异则不影响光谱。研究团队下一步计划对电子废物拆解厂周边区域采样分析MFP,并检测人体粪便样本中是否摄入MFP。对于氟化工行业(涵盖PTFE密封件、PVDF电池粘结剂、FEP电线绝缘等广泛应用),这一标准化检测方法的出现,意味着含氟聚合物在全生命周期中的颗粒释放将首次具备可量化追踪能力,可能推动"微氟塑料"纳入未来的环境排放监管框架。 (来源:C&EN)
现在,南开大学Chu Peng团队联合安捷伦(Agilent)中国技术部,在《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology 2026, DOI: 10.1021/acs.est.6c04873)发表研究,建立了从六种不同含氟聚合物中提取和测量微塑料颗粒的新方法。研究团队在归档的灰尘、悬浮颗粒和沉积物样本光谱中检出全部六种类型(其中四种为首次检出),MFP总体约占这些光谱所反映的微塑料总量的2%-8%。
Chu Peng及同事在着手测量MFP时发现,除聚四氟乙烯(PTFE)外几乎没有参考光谱,于是开始与安捷伦中国合作,为六种含氟聚合物制备参考光谱库:PTFE、聚偏氟乙烯(PVDF)、PVDF-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)和氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)。
在参考光谱制备上,研究团队选用安捷伦的激光直接红外(LDIR)光谱技术——这是微塑料研究中一种新兴工具。LDIR测量与传统傅里叶变换红外(FTIR)光谱相同的聚合物红外吸收,但速度更快。原因在于LDIR扫描的波长范围更窄(900-1800 cm⁻¹),而FTIR扫描全范围(400-4000 cm⁻¹)。氟聚合物特征的C-F键恰好落在这一较窄窗口内,使LDIR技术特别适合MFP分析。
在样品前处理方面,由于MFP比普通微塑料坚韧得多,研究人员开发了一套更严苛的程序:依次用强酸、强碱、有机溶剂处理MFP样本,使检出的MFP增加约67%-100%。罗德岛大学环境科学家Rainer Lohmann(未参与研究)评价道:"他们基本上降低了背景信号……这是很好的一步。"同一处理样品需同时经过常规温和消化和严苛消化才能测量所有微塑料,但新协议仍有价值——"你能从已采集的样品中获取更多信息。"
研究团队将方法应用于实际场景,测量不粘锅烹饪产生的PTFE MFP:煎鸡蛋产生3890-6760个PTFE微塑料颗粒,煮面条产生2120-4960个;使用老旧、有划痕的锅比新锅产生更多MFP。作为对比,2023年的一项研究显示,聚丙烯容器中微波加热水3分钟可释放数百万微塑料颗粒。在对归档微塑料光谱的分析中,研究团队发现六种MFP类型全部存在,其中PTFE最普遍,其次是特种氟聚合物ECTFE。
在科学与产业层面,这项工作填补了PFAS研究与微塑料研究之间的方法学空白。对于常常无法解释灰尘或沉积物样品中全部有机氟去向的PFAS研究人员而言,MFP可能有助于解释"缺失的氟"。亚利桑那州立大学环境健康工程师Rolf Halden(未参与研究)指出,LDIR仪器已商品化,所报道的MFP测量方法应能被不同研究组"轻松适配"。他还赞赏团队制备并测量了老化的MFP,发现新旧MFP之间存在清晰的光谱差异,而颗粒尺寸或形状的差异则不影响光谱。研究团队下一步计划对电子废物拆解厂周边区域采样分析MFP,并检测人体粪便样本中是否摄入MFP。对于氟化工行业(涵盖PTFE密封件、PVDF电池粘结剂、FEP电线绝缘等广泛应用),这一标准化检测方法的出现,意味着含氟聚合物在全生命周期中的颗粒释放将首次具备可量化追踪能力,可能推动"微氟塑料"纳入未来的环境排放监管框架。 (来源:C&EN)

