1+1>2！岛津全球首款AIRsight红外拉曼一体式显微镜同步分析微塑料成分和尺寸

导读

2023新年伊始，岛津重磅推出了红外光谱与拉曼光谱合二为一的产品—AIRsight红外拉曼一体式显微镜。该产品基于红外光谱和拉曼光谱两种分析技术的组合，用同一套设备和同一个软件实现显微红外和显微拉曼两种光谱技术从样品观察、定位标记、多模式测定到数据分析的全工作流。能够在不移动样品的情况下，对同一样品的同一位置快速获得互补的红外和拉曼光谱信息。AIRsight可广泛应用于环境领域如微塑料颗粒、医药领域如药片异物、考古领域如文物/艺术品颜料以及新能源领域如锂离子电池负极材料等极微量样品和样品微小区域的多维度光谱分析测试。今天，我们一起来做个新品实鉴，考察下AIRsight红外拉曼一体式显微镜如何同步分析微塑料成分和尺寸。相信大家看过之后，一定会对这款产品充满期待。

岛津AIRsight红外拉曼一体式显微镜

微塑料指海洋环境中直径小于5毫米的塑料颗粒，是目前国际广泛关注的4类新污染物（持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素、微塑料）之一。每年约有数百万吨塑料垃圾在风、降水、地表径流等的作用下进入海洋，这些污染物正在持续威胁海洋生物和人类自身的安全与健康。近期，生态环境部发布的《生态环境监测规划纲要（2020-2035年）》也着重强调应加强海洋微塑料监测，加快形成相关领域监测支撑能力，为国际履约谈判和全球新兴环境问题治理提供支撑。

1微塑料分析的难点

在微塑料监测中，由于微塑料的物理特性（大小、形状、密度、颜色）以及化学组分等差异，不同类型微塑料在不同环境中流动过程（输入、输出和存留）的时间均不相同，使得微塑料监测变成一大难题。目前，对微塑料的分析方法主要有目视分析法、光谱法 （如傅立叶变换红外光谱法和拉曼光谱法）、热分析法以及其他分析方法等 （如质谱法以及扫描电子显微镜-能谱仪联用法）。其中，红外光谱及拉曼光谱分析，由于具有无破坏性、低样品量测试以及所获取的结构信息互补等特点，成为检测和鉴别微塑料的主要分析技术。

2难点怎么破？

岛津AIRsight红外拉曼一体式显微镜作为一款全新的仪器，使用同一个显微镜，同一个软件，对同一样品同一位置（微小区域）测试，可获得红外和拉曼互补的信息，实现同时红外吸收和拉曼散射测量，并相互印证结果。岛津拉曼显微镜还可以测试红外显微镜无法测试的10微米以下样品。

表1 红外与拉曼技术对比表

3仪器特点

仪器局部放大图

（左图：拆下卡塞格林镜可直接测试厚达40mm的样品，右图：显微ATR）

l                      岛津AIRsight是红外拉曼一体式显微镜，同一个显微镜，同一个软件，实现红外和拉曼两种光谱技术从样品观察、定位标记、多模式测定到数据分析的全工作流。

l                      能够在不移动样品的情况下，对同一样品同一位置（微小区域）获得互补的红外和拉曼信息，快速获得多个维度的光谱信息可以显著提高定性准确度。

l                      增加长度测量功能，可对微塑料进行尺寸测试，具有传统FTIR显微镜不可比拟的优点。

4案例分享

水中微塑料成分分析

水中的微塑料通过PTFE（聚四氟乙烯）滤纸过滤，收集在滤纸上，PTFE仅在1200 cm-1附近有红外吸收，可利用透射法测定。

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图1 显微镜物镜拍摄的微塑料图像

图2 滤纸上微塑料(a)的红外光谱

微塑料(a)与紫外线照射100小时后的PP（聚丙烯）具有类似的光谱，可判定为PP（聚丙烯）材料。1200cm-1附近的噪声是滤纸材料PTFE的吸收产生的。

图3 滤纸上微塑料(b)及(c)的拉曼光谱图

根据得到的拉曼光谱，可知微塑料(b)为PE（聚乙烯），微塑料(c)为PS（聚苯乙烯）。

水中微塑料尺寸测量

图4 长度测量功能的操作界面

针对大视野相机和红外及拉曼测定用物镜得到的样品图像，设置起点和终点，可测量长度。测定微塑料(a)、(b)、(c)的长度分别为97μm、10μm、5μm。

结语

AIRsight红外拉曼一体式显微镜，轻松实现同步测定不同尺寸的微塑料并确定其材质。使用显微红外光谱法可以测定最小10μm的微小微塑料，显微拉曼光谱法，可以测定显微红外光谱法难以测定的10μm以下的微小样品。此外，使用长度测量功能，还可以获得微塑料尺寸信息，对微塑料研究提供科学数据。

期待AIRsight红外拉曼一体式显微镜能够为环境、医药、考古以及新能源等诸多领域带来帮助，期待专业的您亲临岛津分析中心鉴赏体验~

撰稿人：王娟娟

本文源于：川原 和美（岛津制作所全球应用技术开发中心），使用AIRsight 红外拉曼显微镜评价微塑料。

本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。