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综述:从物理化学的角度审视环境纳米塑料分析的挑战。第二部分:检测技术——原理、局限性与未来发展方向
《Environmental Science: Nano》:A physical chemistry lens on environmental nanoplastics analysis challenges. Part II: detection techniques – principles, limitations and future directions
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年11月08日 来源:Environmental Science: Nano 5.1
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纳米塑料(NPs)因尺寸小、成分复杂和表面特性导致检测困难,现有方法难以全面分析其身份、形态和浓度。本文系统评估光谱(FTIR、Raman、XPS)、质谱(pyrolysis-GC-MS、MALDI-TOF)、成像(SEM、TEM、荧光显微镜)及群体分析(DLS、NTA、流式细胞术)等技术原理与应用局限,提出基于物理化学原理的检测方法对比框架及标准化研究路线。
纳米塑料(NPs)已成为一种突出的环境污染物,由于它们可能对生态系统和人类健康产生的影响,吸引了越来越多的科学界和公众的关注。然而,由于其微小的尺寸、多样的聚合物组成以及独特的表面特性,这些特性使得纳米塑料能够与复杂的环境介质发生强烈的相互作用,因此对其检测仍然是一个重大的分析挑战。迄今为止,没有一种单一的技术能够提供关于纳米塑料的身份、形态和浓度的完整信息,而且许多现有的方法在应用于纳米塑料检测时也会遇到问题。本综述旨在对当前的纳米塑料检测方法进行比较评估,特别关注每种方法所依据的物理原理,以及这些原理如何影响其在纳米尺度上的性能。讨论了基于光谱(例如FTIR、拉曼光谱、XPS)、基于质量(例如热解-GC-MS、MALDI-TOF)、基于成像(例如SEM、TEM、荧光显微镜)以及基于群体水平(例如DLS、NTA、流式细胞术)的方法,包括它们测量的内容、工作原理,以及为什么这些方法在应用于纳米塑料检测时可能存在局限性。本综述并没有将这些技术简单地视为“黑箱”,而是在纳米塑料研究需求的背景下解释了它们的工作原理,提供了一种切实可行的方式来理解每种方法在聚合物分类与表面化学、定量分析、形态分析、尺寸分布和浓度测量方面的能力与局限。评估了每种方法的优点和缺点,强调了它们在应对纳米塑料分析挑战中的互补作用。本综述的独创性在于其对检测方法基于原理的评估、提供了用于多模式工作流程的比较性总结表格,以及一个以标准为导向的发展路线图。该路线图将当前的多模式分析框架与未来纳米塑料研究的需求联系起来——包括统一的方法、跨实验室的可比性,以及可靠的数据,以支持未来的监测和修复工作。