[发明专利]一种基于等离子体电离质谱技术的微塑料原位检测方法

说明书

本发明公开一种基于等离子体电离质谱技术的微塑料原位检测方法，包括如下步骤：S1、建立数据库，采集常见微塑料降解产物的种类和数量，建立微塑料降解反应的指纹谱图库；S2、样品提供，将样品通过样品承载组件放置于等离子体炬管和离子传输管之间并且调整好等离子体炬管、样品承载组件以及离子传输管之间的距离；S3、通入载气，开启等离子体电离源，激发产生等离子体，令等离子体炬管产生等离子体焰炬，使得微塑料进行降解；S4、微塑料降解后的产物被等离子体电离，产生产物的离子，产物的离子经离子传输管的入口进入质谱仪；S5、打开质谱仪进行检测，通过采集到的产物的离子与指纹谱图库进行对比。本发明可以对样品中的微塑料进行定性定量分析。

技术领域

本发明涉及微塑料检测技术领域，尤其涉及到一种基于等离子体电离质谱技术的微塑料原位检测方法。

背景技术

塑料是建筑、医疗保健、工程和包装等许多行业应用的关键材料。在过去的五十年中，全球塑料废物的产量以每年8.7％的速度增长，2017年全球产量已达91亿吨。然而，由于塑料难降解和管理不当，塑料废物已成为最严重的环境问题之一。受多种因素影响，如阳光、微生物或机械磨损，环境中的塑料慢慢降解成更小的碎片。直径小于5mm的塑料颗粒被定义为微塑料(MPs)。根据来源，微塑料可分为初级(如塑料生产和化妆品)微塑料和次级(如大塑料分解)微塑料。作为一种典型的新型污染物，微塑料具有稳定的化学性质，在环境中能够长期存在，导致了严重的环境问题并逐渐引起学者们的广泛关注。

当前适用的MPs识别和量化工具主要有肉眼检测、常规光学显微镜、染料染色的应用、流式细胞检测分析、显微傅立叶变换红外(FTIR)光谱、显微拉曼(RM)光谱、热解-气相色谱-质谱法(py GC-MS)和热萃取-解吸气相色谱-质谱(TED GC-MS)进行的热降解分析。上述方法各有优缺点，但较为共同的缺点是较难进行原位的快速的现场鉴定。

常规的质谱分析手段为：附着在样品表面或者样品内部的待测物分子，在电离源的作用下被电离，得到其离子，该气相离子被送入到质谱内进行质量分析和检测，从而获得样品质谱谱图；而针对土壤、水等样品中微塑料的分析，即检测样品中微塑料的种类和含量，采用普通质谱电离手段微塑料是无法被电离的，它本身相较于分子而言是一个大的颗粒物，所以，微塑料的分析通常是需要一个比较复杂的样品预处理流程，耗时费力，不能现场检测和原位分析。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，采用等离子体电离质谱技术，对环境样品(如土壤、水、大气气溶胶)等中的微塑料样本进行定性和定量分析，实现一种无需样品预处理和预分离的原位快速检测样本中微塑料成分和含量的办法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于等离子体电离质谱技术的微塑料原位检测方法，包括等离子体炬管和样品承载组件，所述样品承载组件设置于质谱仪的离子传输管的入口处，所述离子传输管呈水平设置，所述等离子体炬管倾斜设置于所述离子传输管所在的竖直平面上，所述等离子体炬管的开口端朝下并朝向离子传输管的入口，以使等离子体焰炬对样品承载组件上的样品进行降解电离而获得的产物离子能够顺利进入离子传输管的入口，所述微塑料原位检测方法包括如下步骤：

S1、建立数据库，采集常见微塑料降解产物的种类和数量，建立微塑料降解反应的指纹谱图库；

S2、样品提供，将样品通过样品承载组件放置于等离子体炬管和离子传输管之间并且调整好等离子体炬管、样品承载组件以及离子传输管之间的距离；

S3、通入载气，开启等离子体电离源，激发产生等离子体，令等离子体炬管产生等离子体焰炬，使得微塑料进行降解；

S4、微塑料降解后的产物被等离子体电离，产生产物的离子，产物的离子经离子传输管的入口进入质谱仪；

S5、打开质谱仪进行检测，通过采集到的产物的离子与指纹谱图库进行对比，即可判断出该样品中存在多少种微塑料。