質譜儀-Mass 熱裂解氣相層析質譜儀(Py-GCMS)應用：環境中塑膠微粒(microplastics, MPs)定性分析

流入海洋的塑膠廢棄物會受到各種機械與化學作用而降解，例如海浪、陽光的氧化作用，使塑膠廢棄物轉化為小碎片，碎片的尺寸小於5mm，被稱作塑膠微粒microplastics, MPs。微塑膠可以被人體器官吸收並累積，對人類健康產生高度風險，引起了全球的廣泛關注。

本應用介紹日本大阪灣海水水體表面收集的塑膠微粒，運用Py-GCMS進行定性分析。取得三種白色塑膠微粒microplastics，將樣品切成1mm的正方形放入樣品杯，然後置入預熱至600ºC的熱裂解儀(Py)中熱裂解樣品，串聯氣相質譜儀(GCMS)分析。獲得的塑膠微粒樣品的熱解譜圖如圖1所示。通過F-Search “All In One”資料庫，進行的圖譜比對，可以快速獲得分析結果，顯示樣品A，B和C分別為聚苯乙烯polystyrene，聚乙烯polyethylene和聚丙烯polypropylene。

▲圖一白色塑膠微粒microplastics熱裂解質譜圖

▲ 圖二各種顏色海洋塑膠微粒microplastics熱裂解質譜圖

我們取6種不同顏色的，通過Py-GC/MS獲得的六個不同microplastics樣品的熱解譜圖，如圖二所示。通過資料庫比對，樣品A被鑑定為聚乙烯(polyethylene)，而樣品C至F幾乎顯示了相同的熱解譜鑑定為聚丙烯(polypropylene)，樣品B由FT-IR測量中根據樣品庫檢索，被鑑定為乙丙橡膠(ethylene propylene rubber)。但是樣品B在其熱裂解圖，中顯示出其為異戊二烯(isoprene)、苯乙烯(styrene)和丁二烯(butadiene)的訊號峰，得知樣品應該為天然橡膠(natural rubber)或異戊二烯橡膠(isoprene rubber)和丁苯橡膠(butadiene rubber)。

塑膠微粒的由多種未知塑膠來源組成，分析結果顯示透過Py-GC/MS可以輕鬆區別不同類型的塑膠，在面對複雜多樣類型的塑膠，相較於FT-IR更能透過特徵訊號峰的比對，準確判斷未知的塑膠微粒組成，將對於塑膠微粒研究的具有更準確的應用。我們將在下一篇文章中，分享環境中複雜基質裡塑膠微粒定性與定量應用資訊。

▲ 圖三熱裂解串聯氣相層析質譜儀 (Pyrolysis(Py)-GC/MS)

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