Измерение распределения частиц по размерам и массовой концентрации нанопластика и микропластика: решение некоторых аналитических задач в субмикронном диапазоне

Гипотеза: Для реализации предложения Европейского химического агентства (ECHA) об ограничении использования нанопластика и микропластика в потребительских товарах потребуются надёжные методы измерения размеров частиц и массовой концентрации. Аналитические трудности возникают на границе нанометрового и микрометрового диапазонов — например, в диапазоне 800 нм–10 мкм: методы, применимые на нанометровом уровне, достигают верхнего предела применимости, а методы для микрометрового диапазона приходится использовать у нижнего предела обнаружения.

Эксперименты: Сравнили возможности девяти аналитических методов, измеряя распределение частиц по размерам и массовую концентрацию в смесях полистирольных нано- и микрочастиц. Цель сравнения — наглядно показать область применимости и ограничения каждого метода.

Результаты: Методы на основе рассеяния света не позволяют различать несколько фракций в полидисперсных образцах. Анализ траекторий наночастиц (NTA), нанопроточная цитометрия (nFCM) и асимметричное проточное фракционирование в поле сил, совмещённое с многоугловым рассеянием света (AF4-MALS), не позволяют измерять частицы микрометрового размера. Метод статического рассеяния света (SLS) не обеспечивает надёжного обнаружения частиц размером менее 200 нм и, как и просвечивающая электронная микроскопия (TEM) и проточная цитометрия (FCM), не подходит для точного измерения массовой концентрации. Для высокоточного определения размеров и концентрации частиц в диапазоне 60 нм–5 мкм можно использовать регулируемое резистивно-импульсное сенсирование (TRPS) и центробежную жидкостную седиментацию (CLS); эти методы позволяют охватить как нанометровый, так и микрометровый диапазоны.