Imágenes Raman y Espectrómetros
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Por Alina Maltseva, científica de Aplicación de mercado, HORIBA Francia
Los microplásticos son diminutas partículas de polímeros sintéticos, insolubles en agua, con tamaños que oscilan entre 1 μm y 5 mm. Se han encontrado en el medio ambiente, así como en el agua potable y los alimentos, por lo que se reconocen como contaminantes antropogénicos emergentes en partículas. Son persistentes en su naturaleza y generan preocupación pública debido a sus posibles efectos perjudiciales en la salud de los organismos vivos y el medio ambiente. Estos efectos nocivos pueden estar causados no solo por la presencia física y/o acumulación de partículas extrañas en el organismo, sino también por su papel en el transporte de otras sustancias químicas adsorbidas en la superficie de microplásticos o que contienen sustancias tóxicas. En este contexto, las partículas más pequeñas suponen un mayor riesgo debido a su mayor probabilidad de penetrar en organismos biológicos y a su mayor área superficial específica, lo que aumenta su capacidad de adsorción de sustancias químicas tóxicas.
Los esfuerzos actuales de la comunidad científica y los organismos de normalización se centran en la evaluación de riesgos y la recopilación de conocimientos sobre la exposición real a microplásticos, así como en la evaluación de sus efectos sobre los organismos vivos. Métodos sólidos y un seguimiento exhaustivo de las concentraciones de microplásticos en el medio ambiente y los alimentos son clave para lograr una comprensión global del problema.
La microespectroscopía Raman es reconocida como un método de referencia para el análisis de microplásticos, proporcionando identificación química, mediciones de tamaño y conteo de partículas. La microespectroscopía Raman abarca todos los rangos de tamaño de partículas y sigue siendo la única técnica que proporciona información fiable sobre las partículas más pequeñas, hasta 1 micrón.
En esta edición de la Raman XPerience, sugerimos que eches un vistazo a tres publicaciones recientes y obtés conocimientos prácticos sobre la aplicación de la espectroscopía Raman para el análisis de microplásticos en diversas matrices. Esto incluye información sobre la preparación de muestras y el control de calidad, que son puntos cruciales para el análisis de microplásticos.
L. Maurizi, L. Simon-Sanchez, A. Vianello, A.H. Nielsen, J. Vollertsen [1]
La inhalación es la fuente más evidente de exposición a microplásticos. Las partículas más pequeñas y de bajo peso que tienden a flotar en el aire tienen una mayor probabilidad de ser inhaladas. En esta publicación muy reciente (junio de 2024), se empleó la microespectroscopía Raman para evaluar la concentración de microplásticos en suspensión aérea interior >1 μm en entornos interiores bajo diferentes niveles de actividad humana.
El muestreo se realizó bombeando activamente aire a través de una membrana de silicio, que luego se analizó mediante espectroscopía Raman. Se utilizó un microscopio Raman confocal XploRA Nano y software ParticleFinder ™ para el análisis automatizado de partículas. Esta publicación proporciona información detallada sobre los ajustes instrumentales y explica la funcionalidad de ParticleFinder ™ , que permitía la caracterización automática de miles de partículas en el filtro.
Los resultados revelaron una concentración de microplásticos entre 58 y 684 MP por metro cúbico, dependiendo no solo del tipo y nivel de actividad humana, sino también de la superficie y la circulación del aire de los lugares investigados. Los autores estimaron una ingesta humana de microplásticos (MPs) del aire interior de 3.415 ± 2.881 MP por día. Se identificaron un total de 15 polímeros, con la poliamida (PA) dominando claramente la composición del polímero.
Cabe señalar que este trabajo presenta un buen ejemplo de control de calidad que debe aplicarse al realizar análisis de microplásticos. Los autores presentaron el límite de cuantificación (LOQ) para cada tipo de polímero basándose en múltiples análisis procedurales en blanco. Este enfoque es crucial para distinguir entre la contaminación por microplásticos debida a la preparación de la muestra (consumibles, ropa, etc.) y los microplásticos recogidos de la propia muestra.
O. Hagelskjær, F. Hagelskjær, H. Margenat, N. Yakovenko, J.E. Sonke, G. Le Roux [2]
En esta publicación, los autores estudiaron la presencia de partículas de microplásticos de hasta 1 micra en el agua embotellada y del grifo. Primero, 4,5 L de la muestra probada fueron sometidos a digestión química con H2 O2 y HCl para reducir la cantidad de materia orgánica y depósitos minerales, y luego se filtraron en un filtro adecuado para el análisis Raman.
LabRAM Soleil Se utilizaban microscopios Raman y software ParticleFinder ™ para la detección y análisis automático de partículas. Se aplicó la opción ViewSharp ™, que permite un enfoque óptico preciso para cada partícula, garantizando alta precisión en el análisis Raman.
Aunque los autores mencionan algunas perspectivas para mejorar la preparación de muestras y los procedimientos de control de calidad, demostraron que la μespectroscopía Raman es una herramienta fiable para detectar las partículas más pequeñas.
Según los hallazgos, la mayoría de las partículas identificadas como microplásticos estaban en el rango de 1-20 μm. Por ello, los autores sugieren una enmienda a la guía publicada en la directiva de la UE 2020/2184 respecto al agua destinada al consumo humano. Más precisamente, los autores recomiendan incluir la fracción de partículas por debajo de 20 micras en un monitoreo sistemático y explican que el volumen mínimo de muestreo debe reducirse de 1 m 3 a varios litros. Esta sugerencia está en consonancia tanto con el consumo humano realista diario/semanal como con la sensibilidad de la metodología para la detección y análisis de partículas.
P. A. Da Costa Filho, D. Andrey, B. Eriksen, R. P. Peixoto, B. M. Carreres, M. E. Ambühl, J. B. Descarrega, S. Dubascoux, P. Zbinden, A. Panchaud, E. Poitevin [3]
Para entender la posible exposición a la contaminación por microplásticos mediante la ingestión, controlar solo el agua potable no es suficiente. Es esencial medir la concentración de microplásticos en diferentes productos alimentarios, especialmente en aquellos sometidos a producción industrial.
En este artículo publicado en 2021, los autores utilizaron microscopía Raman para estudiar la presencia de partículas microplásticas en productos a base de leche. Se utilizaron digestión enzimática y química para disolver la matriz orgánica y se han validado para 5 tipos de polímeros. La fase líquida se filtró luego a través de un filtro de Si y se analizó con un micro-Raman confocal LabRAM HR Evolution (ahora propuesto como LabRAM Odyssey). En lugar de un enfoque partícula por partícula, se utilizó la imagen Raman para escanear la superficie del filtro e identificar partículas poliméricas. Este enfoque supera las dificultades relacionadas con la aglomeración de partículas de diferentes naturalezas y, por tanto, ofrece una alta precisión en términos de conteo de partículas en matrices complejas.
[1] Maurizi, L., Simon-Sánchez, L., Vianello, A., Nielsen, A. H., & Vollertsen, J. (2024). Cada respiración que tomas: alta concentración de microplásticos transpirables en ambientes interiores. Quimiosfera, 142553.
[2] Hagelskjær, O., Hagelskjær, F., Margenat, H., Yakovenko, N., Sonke, J., & Le Roux, G. (2024). La mayoría de los microplásticos de agua potable son menores que el límite metodológico de 20 μm de la UE para la calidad del agua consumible.
[3] Da Costa Filho, P. A., Andrey, D., Eriksen, B., Peixoto, R. P., Carreres, B. M., Ambühl, M. E., ... & Poitevin, E. (2021). Detección y caracterización de microplásticos de pequeño tamaño (≥ 5 μm) en productos lácteos. Informes científicos, 11 (1), 24046.
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