Nieuwe microplastiek referentiepartikels verbeteren gegevensvergelijkbaarheid

Onderzoek naar de productie van microplastics

Onderzoekers van het Collaborative Research Center (CRC) Microplastics aan de Universiteit van Bayreuth hebben een nieuw concept ontwikkeld voor de productie van referentiepartikels van microplastics. Dit maakt het voor het eerst mogelijk om een precies gedefinieerd aantal referentiepartikels in experimenten in te voeren. In de toekomst kan het gebruik van deze deeltjes zorgen voor een betere vergelijkbaarheid van gegevens uit verschillende microplasticstudies.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Microplastics and Nanoplastics. Momenteel worden er verschillende analysemethoden gebruikt in het onderzoek naar microplastics, waarbij uiteenlopende technieken worden toegepast voor monsteroverdracht, extractie, zuivering, monsterverdeling, meting en evaluatie. Dit leidt tot gegevens van variërende kwaliteit en resolutie, wat het vergelijken van studies bemoeilijkt en het uitvoeren van betrouwbare risico-evaluaties in de weg staat.

Een oplossing voor het vergelijken van gegevens uit verschillende analysetechnieken kan alleen worden bereikt door middel van een betrouwbare kwaliteitsbeoordeling van de respectieve methoden en harmonisatie van de resultaten. Om een dergelijke evaluatie mogelijk te maken, moet precies bekend zijn hoeveel microplasticdeeltjes er in de testmonsters zitten voor het testen van de analysemethoden, bijvoorbeeld om het hersteltarief te kunnen bepalen. Daarom zijn referentiemicroplasticdeeltjes nodig die in precies bekende aantallen aan de testmonsters kunnen worden toegevoegd als een interne standaard.

Hoewel deze uitdaging vroeg werd erkend in het onderzoek naar microplastics, zijn referentiedeeltjes momenteel alleen beschikbaar in poedervorm of als een suspensie. Wanneer deze aan testmonsters worden toegevoegd, zijn er altijd meer of minder grote afwijkingen in het aantal microplastics. Een exacte evaluatie van verschillende analysetechnieken is moeilijk met de momenteel beschikbare referentiematerialen. De optimale oplossing zou deeltjes zijn die zijn ingebed in een gebruiksvriendelijke, oplosbare matrix in exacte aantallen en voorafgaand aan de analyse aan monsters kunnen worden toegevoegd. Dergelijke deeltjes zijn nu voor het eerst ontwikkeld in het CRC 1357 Microplastics aan de Universiteit van Bayreuth.

Het in Bayreuth ontwikkelde proces is gebaseerd op de productie van zeer dunne kunststofkolommen, die worden vervaardigd uit een kunststofblok met behulp van CNC-frezen. De kolommen worden ingebed in gelatine en in identieke gelatine schijven gesneden met behulp van cryo-microtomie, een diepvries snijproces. De gelatine schijven bevatten elk hetzelfde, precies gedefinieerde aantal microplasticdeeltjes. De vorm, grootte en samenstelling van de deeltjes kunnen nauwkeurig worden bepaald met het kunststofstartmateriaal en de CNC-parameters.

Voor verder gebruik kunnen de gelatineplaatjes met de microplastic als interne standaard eenvoudig worden toegevoegd aan verschillende monsters, zoals water, bodem of weefsel, en onder milde warmte worden opgelost. “Onze ontwikkeling in het CRC maakt eindelijk een eenvoudige en holistische validatie mogelijk van alle processen die betrokken zijn bij de verschillende analysemethoden voor microplastics, zoals monsteroverdracht, extractie, zuivering, monsterverdeling, meting en evaluatie, en is cruciaal voor het beoordelen van de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van analytische methoden,” zegt Dr. Martin Löder, hoofd van het CRC-Keylab Microplastics Analysis.

Prof. Dr. Christian Laforsch, woordvoerder van het CRC en mede-ontwikkelaar, voegt eraan toe: “Met onze nieuwe referentiedeeltjes hebben we eindelijk een grote en significante stap gezet richting de harmonisatie en vergelijkbaarheid van verschillende analytische methoden voor microplastics.”