ABSTRAK
Alasan
Telah dibuktikan bahwa mikroplastik dan nanoplastik (MNP) dapat ditemukan di tanah dan MNP dapat diserap oleh tanaman. Untuk melakukan penilaian risiko terhadap konsumsi manusia, perlu dilakukan estimasi konsentrasi massa plastik pada tanaman. Metode ekstraksi dan desorpsi termal baru yang digabungkan dengan kromatografi gas dan spektrometri massa (TED-GC/MS) telah dikembangkan untuk analisis polistirena (PS) dalam pak choi.
Metode
Dalam penelitian ini, penganalisa termogravimetri (TGA) yang dilengkapi dengan unit penyerapan termal (TAU), digabungkan dengan sistem GC yang dilengkapi dengan unit desorpsi termal (TDU2), kolom GC (5%-fenil)-metilpolisiloksan, dan spektrometer massa kuadrupol tunggal GC/MSD. Sistem tersebut dihubungkan melalui MultiPurposeSampler (MPS). Sampel dipirolisis dalam TGA; produk pirolisis terperangkap pada batang polimer PDMS, didesorpsi dalam TDU, dipisahkan, dan dianalisis pada sistem GC/MS.
Hasil
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyelidiki deteksi kualitatif dan kuantitatif MNP PS pada pak choi. Batas deteksi (LOD) yang ditentukan adalah 0,09 μg, dan batas kuantifikasi (LOQ) adalah 0,28 μg PS absolut. Tanaman yang diobati dengan partikel 100 nm 19,0 ± 6,7 μg/g DM PS dan pada tanaman yang diobati dengan partikel 500 nm 64,1 ± 8,6 μg/g DM PS telah ditemukan.
Kesimpulan
Penelitian ini merupakan penelitian pertama yang menggunakan metode TED-GC/MS untuk mendeteksi nanoplastik PS dengan berbagai ukuran pada pakcoy dan dengan demikian memberikan dasar penting bagi penentuan dan penilaian risiko PS pada sayuran.
1 Pendahuluan
Mikroplastik dan nanoplastik (MNP) dapat ditemukan di mana-mana di lingkungan [ 1 – 4 ]. Pada tahun 2022, produksi plastik di seluruh dunia mencapai 400,3 juta ton, dengan 58,7 juta ton diproduksi di Eropa [ 5 ]. Sebuah penelitian memperkirakan bahwa antara tahun 1950 dan 2015, 4900 juta ton sampah plastik dibuang ke tempat pembuangan sampah atau lingkungan [ 6 ]. Penemuan MNP di tanah pertanian menimbulkan pertanyaan apakah itu diambil oleh tanaman dan, jika ya, dalam jumlah berapa [ 2 ]. Karena kurangnya metode kuantitatif, pengembangan teknik analisis baru sangat penting untuk analisis MNP dalam bahan tanaman dan untuk estimasi konsentrasi MNP dalam sayuran yang ditujukan untuk konsumsi manusia, serta untuk penilaian risiko terkait [ 7 ].
Tantangan paling signifikan dalam analisis mikroplastik (1–1000 μm) dan nanoplastik (1–1000 nm) adalah ukuran partikel yang berbeda, keragaman kimia plastik yang tinggi, dan pemisahannya dari matriks [ 8 ]. Menganalisis MNP pada tanaman, metode optik seperti mikroskopi pemindaian laser confocal (CLSM) atau mikroskopi elektron pemindaian (SEM) digunakan untuk lokalisasi dan deteksi ukuran partikel MNP pada tanaman, sementara kromatografi gas pirolisis yang digabungkan dengan spektrometri massa (pyr-GC/MS) digunakan untuk identifikasi dan kuantifikasi MNP [ 8 – 11 ]. Namun, teknik mikroskopis, misalnya, tidak memberikan informasi tentang komposisi kimia dan sifat polimer, dan partikel kecil dan transparan sulit dideteksi. Efek matriks dilaporkan untuk spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR), Raman atau resonansi magnetik nuklir (NMR), yang dapat membatasi aplikasinya dan memerlukan persiapan sampel. Sensitivitas metode berbasis massa yang ada mungkin tidak memadai dan metode pengayaan perlu dikembangkan, yang juga dapat menyebabkan perubahan MNP [ 7 ]. Sangat penting untuk meminimalkan kontaminasi MNP, sambil memastikan bahwa proses ekstraksi tidak memengaruhi degradasinya atau mengubah permukaan dan sifat kimia partikel. Sebuah penelitian meneliti dampak protokol pencernaan matriks asam dan basa, dengan hasil yang menunjukkan bahwa protokol basa memberikan pengaruh yang lebih signifikan pada sifat polimer, seperti degradasi [ 12 ]. Sesuai dengan standar peraturan DIN EN ISO 24187:2024-04, metode analitis untuk MNP mencakup penggunaan Pyr-GC/MS dan kromatografi gas ekstraksi dan desorpsi termal yang digabungkan dengan spektrometri massa (TED-GC/MS) [ 13 ].
TED-GC/MS adalah metode termoanalitik untuk analisis kualitatif dan kuantitatif MNP dalam matriks yang berbeda. Dalam studi model ini, pak choi digunakan sebagai sayuran berdaun dan polistirena sebagai plastik umum untuk mengembangkan metode untuk mengukur MNP dalam tanaman. Pak choi berfungsi sebagai sayuran model, dengan semua bagian di atas tanah yang cocok untuk dikonsumsi. Logam berat dan pestisida telah diidentifikasi sebagai kontaminan potensial dalam sayuran Brassica [ 14 , 15 ]. Kurangnya data tentang MNP sebagai kontaminan dalam sayuran seperti pak choi telah mendorong pengembangan metode analitis baru untuk analisis kuantitatif dan penilaian risiko dalam studi ini dan studi lainnya [ 16 , 17 ]. Khususnya, budidaya dalam ruangan membawa risiko tinggi kontaminasi dengan plastik, karena sebagian besar peralatan yang digunakan terbuat dari plastik [ 18 ].
Persiapan sampel untuk metode TED-GC/MS baru untuk analisis MNP dalam sayuran sangat sederhana dan mengandung lebih sedikit langkah untuk menghindari kontaminasi dari peralatan laboratorium, dibandingkan sampel yang diproses secara intensif untuk Pyr-GC/MS. Alur kerja lengkap dari metode baru yang dikembangkan ditunjukkan pada Gambar 1 .
GAMBAR 1
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Alur kerja analisis TED-GC/MS PS dalam matriks pak choi.
2 Bahan dan Metode
2.1 Sampel dan Reagen Kimia
Standar referensi polimer termasuk polietilena (PE), polietilena tereftalat (PET), polipropilena (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), karet stirena butadiena (SBR) dibeli dari BAM (Berlin, Jerman); politetrafluoroetilena (PTFE) dibeli dari Sigma-Aldrich (Taufkirchen, Jerman); dan asam polilaktat (PLA) dibeli dari Goodfellow GmbH (Hamburg, Jerman). Sebagai standar internal (IS), sebuah isotop berlabel PS ( 13 C 6 ) digunakan dari Sigma-Aldrich (Taufkirchen, Jerman). PS-MNP dalam larutan berair dengan ukuran yang ditentukan (100 nm, 25 mg/mL; 500 nm, 50 mg/mL; 2 μm, 50 mg/mL; 5 μm, 50 mg/mL) dibeli dari micromod (Rostock, Jerman) dan diencerkan dengan air Millipore untuk memperoleh larutan kerja 1 μg/μL. Untuk memastikan dampak ukuran partikel pada hasil kuantitatif, 5 μg PS-MNP (100 dan 500 nm dan 2 dan 5 μm) dan 3 μg IS dianalisis sebanyak tiga kali.
2.2 Bahan Tanaman
Biji pak choi ( Brassica rapa subsp. chinensis cv . Black Behi) ditanam pada campuran tanah PS 0,5 wt .% (Einheitserde tipe P, pH 5,8, Jerman; PS-MNPs: 100 dan 500 nm) dalam kondisi terkendali di kabinet iklim terkendali (suhu: 22°C, siang/malam: 16 jam/8 jam, intensitas cahaya: 100 μmol/(m 2 s)). Untuk menghindari kontaminasi plastik, tanaman dibudidayakan dalam gelas kimia kecil. Perlengkapan berkebun diganti dengan bahan bebas plastik, seperti gelas kimia untuk penyiraman dan pemupukan serta aluminium foil untuk panen. Sampel tanaman dipanen 6 minggu setelah pertumbuhan dengan memotong tanaman di atas tanah untuk mencegah kontaminasi tanah. Sampel kemudian dikumpulkan dalam aluminium foil dan segera dibekukan dalam nitrogen cair. Tanaman bebas plastik (kontrol) ditanam dengan cara yang sama, tanpa menambahkan PS ke tanah. Bahan tanaman yang dikeringkan beku dihaluskan dengan bola baja dalam bejana logam menggunakan pabrik pencampur MM400 dari Retsch (Düsseldorf, Jerman).
Sampel tanaman ( Solanum lycopersicum , Nicotiana tabacum , Salicornia europaea , dan Asparagus officinalis ) diperoleh untuk menguji interferensi terhadap PS. Sampel-sampel ini diperoleh dari kontrol eksperimental menggunakan kondisi pertumbuhan yang sebanding dari eksperimen yang dilakukan di lembaga tersebut.
2.3 Menggabungkan Ekstraksi Termal Dengan Desorpsi Termal dan Analisis GC/MS
2.3.1 Persiapan Sampel
Cawan lebur aluminium oksida 150 μL dari Mettler Toledo (Gießen, Jerman) dipanggang pada suhu 1000°C selama 6 jam dalam atmosfer oksigen untuk menghilangkan residu polimer. Sekitar 10 mg sampel bubuk ditambahkan setelah proses pemanggangan, bersama dengan 5 μg IS (1 μg/μl 13 C 6 -PS dilarutkan dalam toluena). Untuk membuat kurva kalibrasi, 10 mg sampel kontrol bebas plastik bubuk dicampur dengan larutan PS 1 μg/μL dalam toluena (masing-masing 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 0,7, 1,0 dan 1,5 μg), bersama dengan 5 μg larutan IS. Kontrol kualitas (QC) disiapkan seperti yang dijelaskan di atas, dengan 0,5 μg PS, 5 μg IS, dan 10 mg sampel kontrol ditambahkan ke dalam wadah peleburan. Sampel dan QC kemudian ditempatkan di auto sampler TGA.
2.3.2 Ekstraksi dan Desorpsi Termal
Ekstraksi termal dilakukan menggunakan penganalisa termogravimetri (TGA2) dari Mettler Toledo (Zurich, Swiss) di bawah atmosfer nitrogen. Laju pemanasan diatur ke 10°C/menit, dan kisaran suhu dari 49°C hingga 600°C. Produk pirolisis terperangkap antara suhu TGA 355°C dan 560°C, berdasarkan kurva TGA dari polimer murni (Gambar S1 ) dan untuk mengurangi matriks. Analit dipindahkan dari TGA menggunakan perangkat kopling yang dipanaskan (240°C) di bawah aliran nitrogen 80 mL/menit dan terperangkap dalam unit penyerapan termal (TAU) dari GERSTEL (Mülheim, Jerman) menggunakan batang polimer Sorb Star® (panjang 20 mm, diameter 2 mm) yang dibeli dari ENVEA GmbH (Vohenstrauß, Jerman) dalam tabung kaca pada suhu 40°C. Tabung kaca yang berisi Sorb Star® dengan produk pirolisis yang terkumpul diangkut ke unit desorpsi termal TDU2 dari GERSTEL (Mülheim, Jerman) menggunakan MultiPurposeSampler (MPS) dari GERSTEL (Mülheim, Jerman). Gradien 40°C/menit dari 40°C hingga 200°C digunakan untuk desorpsi termal. Produk pirolisis diangkut melalui aliran helium melalui jalur transfer (250°C) dan dikriofokulasi pada lapisan wol kaca dalam sistem injeksi berpendingin CIS4 dari GERSTEL (Mülheim, Jerman) pada suhu -100°C selama 10 menit. Selanjutnya, produk pirolisis dilepaskan ke dalam sistem kromatografi gas dengan memanaskan unit CIS dari −100°C hingga 270°C dengan laju pemanasan 12°C/s dalam mode ventilasi pelarut dengan aliran pembersihan 30 mL/menit ke ventilasi terpisah pada 0,02 menit (sebanding dengan injeksi terpisah 30:1).
2.3.3 Pemisahan Kromatografi Gas dan Deteksi Produk Pirolisis
Untuk memisahkan analit, kami menggunakan sistem GC Agilent 8890 (Santa Clara, AS) dengan kolom GC Agilent HP 5MS UI (Santa Clara, AS). Produk pirolisis dipisahkan dari suhu 40°C hingga 250°C pada laju pemanasan 3,5°C/menit. Untuk meminimalkan efek carry-over, oven dipanaskan hingga 300°C pada laju 50°C/menit dan dipertahankan pada suhu 300°C selama 5 menit di akhir setiap GC-run. Produk pirolisis dideteksi menggunakan spektrometer massa kuadrupole tunggal Agilent 5977 GC/MSD (Santa Clara, AS). Jalur transfer diatur pada suhu 300°C, sumber ion pada suhu 230°C, dan kuadrupole pada suhu 150°C. Spektrum massa diperoleh dengan pengukuran dalam mode pemindaian penuh dari 35 hingga 550 m/z setelah ionisasi elektron pada 70 eV.
2.4 Analisis Data
Produk pirolisis diidentifikasi dengan basis data NIST17 dan dievaluasi dengan berbagai literatur [ 19 – 22 ]. Basis data internal mencakup produk pirolisis (PE, PET, PLA, PP, PS, PVC, SBR), pengotor, plasticizer, dan senyawa matriks. Untuk akuisisi data, analisis kualitatif dan kuantitatif MassHunter Workstation (Agilent, V 10.0) digunakan.
2.5 Pengembangan Metode
Untuk menganalisis dampak potensial efek matriks dan mengadaptasi metodologi ke bahan tanaman, tiga kurva kalibrasi dibuat dengan konsentrasi PS dan IS yang sama (0,1–6 μg PS absolut, 8 titik kalibrasi) menggunakan jumlah bubuk pak choi kering dan bubuk bebas plastik yang berbeda (0, 5, 10 mg). Hasil analisis efek matriks menunjukkan bahwa 10 mg bubuk pak choi kering bebas plastik harus dicampur dengan PS absolut (0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 0,7, 1,0, dan 1,5 μg) untuk membuat kurva kalibrasi untuk pengukuran. Batas analitis diperoleh dengan analisis regresi. LOD dan LOQ diperoleh dengan deviasi standar respons dan kemiringan kurva kalibrasi [ 23 ]. Pengulangan metode dievaluasi dengan mengukur delapan sampel dalam sehari, masing-masing mengandung 3 μg IS, 0,5 μg PS, dan 10 mg bubuk pak choi bebas plastik. Efek yang bergantung pada ukuran pada pirolisis PS dianalisis dengan mengukur jumlah massa yang sama (5 μg PS) dari MNP PS berukuran berbeda (100, 500, 2000, dan 5000 nm) sebanyak tiga kali. Untuk memastikan desorpsi termal yang lengkap, suhu TDU ditetapkan pada 240°C. Untuk perbandingan hasil yang lebih baik, 3μg 13 C 6 -PS ditambahkan ke sampel sebagai IS.
3 Hasil dan Pembahasan
3.1 Analisis Kualitatif PS
Fokus utama dalam pekerjaan ini adalah analisis kualitatif dan kuantitatif PS dalam bahan tanaman. Setelah pirolisis, ekstraksi termal, desorpsi termal dan pemisahan GC dari bahan referensi PS, tiga analit utama (monomer stirena, dimer: 1,3-difenil-3-butena, dan trimer: 1,3,5-trifenil-5-heksena) menurut literatur dapat diidentifikasi (Gambar S2 ) [ 19 , 20 , 24 ]. Karena pelepasan monomer stirena dari plastik lain (SBR) atau bahan tanaman, itu bukan penanda yang cocok untuk identifikasi dan kuantifikasi PS [ 22 ]. Untuk polimer umum lainnya (PE, PET, dan PP), sampel spiked matriks dianalisis dengan metode ini dan penanda khas diidentifikasi (Tabel 1 dan Gambar S3 ). Kehadiran interferensi penanda PS (trimer) tidak dapat diamati pada matriks tanaman lain ( S. lycopersicum, N. tabacum, S. europaea dan A. officinalis ), yang membuat metode ini juga cocok untuk analisis tanaman lain (lihat Gambar S4 ).
TABEL 1. Penanda yang digunakan untuk analisis polimer (ion yang digarisbawahi digunakan untuk analisis kuantitatif).
Polimer lain dapat diimplementasikan dalam metode yang ada pada penelitian mendatang, tetapi tidak menjadi fokus penelitian ini. Selain itu, hanya ada sedikit bahan referensi polimer berlabel isotopik, yang membatasi pengembangan, pengoptimalan, dan validasi metode untuk pengambilan sampel, persiapan sampel, dan deteksi untuk polimer lain. Meskipun ada keterbatasan ini, langkah pertama menuju pengembangan metodologi untuk mendeteksi MNP dalam matriks tanaman telah dilakukan.
3.2 Analisis Kuantitatif PS
Untuk melakukan analisis kuantitatif, PS berlabel 13 C 6 digunakan sebagai IS, mengingat reaksi pertukaran deuterium yang dipengaruhi matriks tersebut pada D 5 -PS diamati [ 25 ]. Pembentukan monomer dipengaruhi oleh kuantitas matriks yang ada, sebagaimana dibuktikan oleh nilai R 2 rendah sebesar 0,462 untuk fungsi kalibrasi (Gambar S5 ). Dimer dan trimer telah terbukti cocok, sedangkan nilai R 2 tertinggi , yang tidak tergantung pada jumlah matriks, dapat diperoleh dengan trimer ( R 2 = 0,994) dan telah digunakan untuk tujuan kuantifikasi. Kurva kalibrasi matriks (10 mg bahan tanaman bebas MNP yang dicampur) dibuat menggunakan trimer stirena (PS: quantifier: m/z 91, qualifier: m/z 312, m/z 207, IS: quantifier: m/z 97, qualifier: m/z 330, m/z 219). Setelah pengambilan sampel awal dan kalibrasi berikutnya, batas atas rentang kalibrasi dikurangi dari 6 menjadi 1,5 μg PS. Rentang kerja linier adalah dari 0,1 hingga 1,5 μg PS absolut dan diperoleh dengan mencampurkan 10 mg bubuk pak choi kering bebas plastik dengan tujuh konsentrasi kalibrasi ( R 2 = 0,996). LOD yang dihitung adalah 0,09 μg PS, dan LOQ adalah 0,28 μg PS absolut dalam matriks 10 mg [ 23 ]. Hasil yang diperoleh sebanding dengan literatur untuk metode TED-GC/MS yang digunakan untuk penentuan MNP dalam tanah [ 22 , 26 ]. Dibandingkan dengan metode pirolisis GC/MS, batas kami sekitar empat kali lebih tinggi, tetapi persiapan sampel jauh lebih sedikit memakan waktu dan tenaga kerja. Perbedaan ini dapat dikaitkan dengan persiapan sampel, pemurnian dan konsentrasi polimer yang dijelaskan dalam literatur [ 9 , 10 ].
Pengulangan metode dianalisis dengan mengukur delapan sampel matriks berduri (Gambar 2B ). Satu outlier diidentifikasi melalui penerapan uji Grubbs ( p < 0,05). Ini ditentukan sebagai kesalahan eksperimental dan kemudian dikeluarkan dari perhitungan deviasi standar relatif (RSD) dan kesalahan sistematis (bias). Bias ditentukan sebesar -10,7%, dengan RSD sebesar 8,7%. Nilai-nilai ini konsisten dengan yang dilaporkan dalam literatur yang ada [ 27 ].
GAMBAR 2
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
(A) Pengulangan deteksi ditentukan oleh analisis sampel matriks yang dicampur (0,5 μg PS) (10 mg). * digunakan untuk menunjukkan outlier (uji Grubbs, p < 0,05). (B) Dampak ukuran partikel pada hasil kuantifikasi (100, 500, 2000, dan 5000 nm).
3.3 Efek Ukuran Partikel
Ini adalah studi pertama, di mana dampak ukuran partikel pada kuantifikasi MNP dianalisis. Analisis rasio area (MNP/IS) tidak mengungkapkan perbedaan yang signifikan (Gambar 2B ). Ini menunjukkan bahwa ukuran partikel tidak berdampak pada keakuratan metode kuantifikasi kami. Dalam studi lain, pemulihan nanopartikel dengan ukuran berbeda (30, 200, dan 700 nm) dalam analisis air diperiksa, dan temuannya konsisten dengan hasil studi kami [ 28 ]. Karena keterbatasan ukuran metode spektroskopi, metode TED-GC/MS dapat digunakan untuk mendeteksi dan mengidentifikasi MNP [ 7 , 29 ].
3.4 Optimalisasi Metode Lebih Lanjut untuk Mengurangi Carry-Over
Untuk mengurangi efek carry-over dari produk pirolisis yang mendidih tinggi seperti PS trimer, jalur transfer dari TGA ke TAU dan bagian lain dari TAU dipanaskan hingga 250°C setelah setiap pengukuran (suhu maks. untuk peralatan teknis). PS trimer menguap dari permukaan bagian dalam dan diangkut dengan aliran gas dari TGA ke limbah, yang mengarah pada pengurangan signifikan dari efek carry-over (Gambar S6 ). Sejauh yang diketahui penulis, tidak ada publikasi lain di mana pembersihan termal dari jalur transfer setelah setiap pengukuran diselidiki.
Konten
3,5 PS di Pak Choi
Sampel pak choi yang ditanam dalam campuran PS-tanah yang mengandung 0,5 wt .% PS (100 dan 500 nm) dianalisis menggunakan metode yang dikembangkan untuk menganalisis PS dalam pak choi. PS dapat dideteksi dan diukur dalam sampel yang diolah, sedangkan PS tidak dapat dideteksi dalam kontrol. Integrasi otomatis sinyal EIC pada RT 54,5 diilustrasikan dalam Gambar 3B . Pada sisi kiri, m/z 91 sesuai dengan penanda PS (trimer), sedangkan pada sisi kanan, m/z 97 sesuai dengan IS ( penanda 13 C 6 -PS, trimer). Pada tanaman yang diolah dengan partikel 100 nm, 19,0 ± 6,7 μg PS dalam 1 g bahan tanaman kering dan 64,1 ± 8,6 μg/g PS ditemukan pada tanaman yang diolah dengan partikel 500 nm. Konsentrasi massa PS dalam pak choi yang tumbuh dalam campuran tanah yang mengandung 100 nm MNP diamati lebih rendah daripada yang diamati dalam pak choi yang tumbuh dalam campuran tanah yang mengandung 500 nm MNP (Gambar 3A ). Dibandingkan dengan kandungan PS yang ditemukan dalam sayuran lain, kandungan yang kami ukur lebih dari 10 kali lebih rendah. Hingga 1083 μg/g PS ditemukan dalam daun mentimun menggunakan metode pirolisis GC/MS. Karena persiapan sampel yang berbeda, pengaturan eksperimen (tumbuh dalam kondisi tanah vs. hidroponik) dan spesies tanaman, data tersebut hampir tidak dapat dibandingkan [ 9 ]. Dalam studi lain, tidak ada PS yang dapat dideteksi pada tanaman pangan, tetapi polimer lain dapat ditemukan dalam kacang tunggak (485,1 μg/g konsentrasi rata-rata PE, PVC, PET dan poliamida-66) dan dalam kubis berbunga (264,8 μg/g) yang dianalisis dengan metode pirolisis GC/MS [ 10 ]. Pemanfaatan kurva kalibrasi eksternal bersama dengan polimer referensi murni berpotensi menghasilkan estimasi berlebih atau estimasi kurang, asalkan proses ekstraksi sampel tidak memastikan penghilangan lengkap semua residu matriks organik [ 9 , 10 ]. Efek matriks untuk metode TED-GC/MS berkurang karena kurva kalibrasi matriks berduri dan penggunaan 13C6 – PS IS [ 26 ]. Perbedaan besar dalam hasil penelitian dengan menggunakan metode analitis yang berbeda menekankan perlunya harmonisasi metode analitis untuk perbandingan data yang lebih baik dan penilaian risiko karena konsumsi manusia.
GAMBAR 3
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Hasil penentuan PS dalam pak choi yang ditanam dalam campuran tanah-PS 0,5 wt.% (kontrol tanpa PS, 100 dan 500 nm); (A) analisis kuantitatif PS dalam pak choi (rata-rata ± SE, * perbedaan signifikan vs. kontrol (metode Dunn, p < 0,05); (B) Contoh integrasi sinyal massa (kiri: analit PS, kanan: IS). Mengingat dimensi partikel PS yang diketahui (100 dan 500 nm) dalam studi model kami, adalah mungkin untuk memperkirakan jumlah partikel yang telah diserap oleh tanaman (Gambar S7 ). Berbeda dengan penentuan kandungan massa, jumlah partikel yang dihitung menunjukkan bahwa partikel dengan diameter 100 nm diserap dalam jumlah yang lebih besar daripada partikel dengan diameter 500 nm. Sangat penting bahwa informasi mengenai komposisi partikel tersedia atau dideteksi dengan metode pelengkap untuk tujuan memfasilitasi perbandingan yang berarti antara data pengukuran. 3.6 Keterbatasan Analisis Metode termoanalisis adalah teknik yang merusak [ 7 ]. Metode ini tidak cocok untuk menganalisis bentuk dan ukuran MNP atau lokasi partikel dalam jaringan tanaman. Untuk mengatasi keterbatasan ini, metode pelengkap seperti CLSM, SEM atau metode spektroskopi lainnya diperlukan [ 8 , 11 ]. Namun, metode ini tidak sesuai untuk analisis nanopartikel, karena batas resolusi metode spektroskopi (μ-Raman: ukuran partikel > 1 μm, μ-FTIR: ukuran partikel > 10 μm) tidak memadai. Dalam metode mikroskopis, partikel didoping dengan pewarna fluoresen atau ion logam sehingga dapat dideteksi, tetapi ini tidak berguna untuk sampel lapangan [ 7 , 30 ]. MNP rentan terhadap perubahan sebagai akibat dari proses penuaan alami yang terjadi di lingkungan [ 31 ]. Dampak analisis kualitatif dan kuantitatif dari MNP yang menua belum diselidiki menggunakan metode ini. PTFE dikeluarkan dari analisis, karena produk pirolisis tetrafluoroetilena, yang disebutkan dalam literatur, tidak dapat dideteksi [ 19 ]. PE adalah polimer lain yang sulit dideteksi dalam matriks tanaman. Karena kesamaan kimia asam lemak dekarboksilasi termal dengan PE, tidak mungkin untuk memastikan sumber sinyal penanda alkena dan alkana yang khas (Gambar S8 ). Dialkena (misalnya, 1,14-Tetradeca-diena) adalah penanda spesifik untuk degradasi termal hidrokarbon rantai panjang seperti pada PE. Namun demikian, ini hanya terbentuk dalam jumlah minimal, yang mengarah ke LOD yang tinggi [ 32 , 33 ]. Penanda laktida (3,6-dimetil-1,4-dioksan-2,5-dion) sebagian besar digunakan untuk mendeteksi dan mengukur PLA [ 10 , 21 , 26 ]. Namun, perlu dicatat bahwa laktida juga terbentuk dengan adanya monomer asam laktat dalam matriks (Gambar S9 ).
4 Kesimpulan
Dalam penelitian ini, metode TED-GC/MS baru dikembangkan untuk mendeteksi dan mengukur PS dalam pak choi. Selain analisis kualitatif dan kuantitatif, wawasan lebih jauh tentang pengaruh ukuran partikel MNP juga dapat diperoleh. Ini adalah pertama kalinya pendekatan analitis ini digunakan untuk menganalisis MNP dalam matriks tanaman dan menyediakan dasar penting untuk penilaian risiko MNP dalam sayuran. Namun, temuan ini juga menggarisbawahi kebutuhan mendesak untuk pengembangan metodologi yang diselaraskan dan divalidasi.
Tinggalkan Balasan