热解气相色谱-质谱法 (Py-GCMS) 和傅里叶变换红外光谱法 (FTIR) 是用于分析微塑料和其他复杂样品的两种主要分析技术。

FTIR 是一种光谱方法，通过产生红外吸收光谱来识别分子中的化学键，作为分子指纹。

Py-GCMS 是一种热分析方法，在高温下分解样品，然后使用气相色谱和质谱分析所得产物。

FTIR 是非破坏性的，可以直接用于分析样品，而 Py-GCMS 是一种破坏性技术，需要对样品进行热分解。

FTIR 特别适合识别微塑料中的功能团和聚合物类型，而 Py-GCMS 则擅长提供详细的成分信息，包括微量成分和添加剂。

FTIR 可以分析更小的颗粒（小至 10 μm），并且通常与成像技术结合进行空间分布分析。

Py-GCMS 对复杂样品具有很高的鉴别力和重现性，适合于聚合物类型和添加剂的定量分析。

这两种技术各有其优点和局限性，结合使用可以对环境样本中的微塑料进行全面的分析。

FTIR概述

技术：FTIR 测量分子键的振动以产生红外吸收光谱。

非破坏性：FTIR 不会破坏样品，从而可以进行进一步分析。

粒度：可有效分析小至 10 μm 的颗粒。

成像：常与成像技术相结合进行空间分布分析。

应用：广泛用于识别微塑料中的聚合物类型和功能组。

图 1：邻苯二甲酸二辛酯增塑剂的 FTIR 光谱。

Py-GCMS概述

技术：Py-GCMS 涉及样品的热分解，然后进行气相色谱和质谱分析。

破坏性：样品在分析过程中被破坏。

详细成分：提供详细的成分信息，包括微量成分和添加剂。

定量分析：适用于聚合物类型和添加剂的定量分析。

应用：用于表征复杂样品，包括环境污染物和微塑料。

FTIR 的优势

非破坏性：允许对同一样本进行进一步分析。

高灵敏度：有效识别功能团和聚合物类型。

成像能力：可与成像技术结合进行空间分布分析。

小颗粒分析：能够分析小至 10 μm 的颗粒。

库搜索：参考光谱库进行材料识别。

图 2：FTIR 光谱仪的仪器设置

Py-GCMS的优势

高鉴别力：非常适合详细的成分分析。

定量分析：适用于聚合物类型和添加剂的定量分析。

可重复性：复杂样品具有高可重复性。

微量成分：能够检测和比较微量成分。

应用：有效表征复杂的环境样品和污染物。

FTIR 的缺点

样品制备：需要仔细制备样品以避免污染。

粒度限制：对于小于 10 μm 的颗粒效果较差。

复杂性：复杂样本的分析可能具有挑战性。

干扰：来自其他材料的光谱干扰会使分析变得复杂。

Py-GCMS的缺点

破坏性：样品在分析过程中被破坏。

可重复性：不同类型的热解器之间的可重复性较差。

温度控制：需要精确的温度控制才能获得准确的结果。

样本大小：受可分析样本的大小限制。

综合用途

互补技术：FTIR 和 Py-GCMS 提供互补信息。

综合分析：结合使用可以对微塑料进行更全面的分析。

定性和定量：FTIR 提供定性数据，而 Py-GCMS 提供定量分析。

环境研究：有助于协调环境研究中的数据。

建议：建议结合使用，用于生态毒理学研究和监测。