使用掃描電鏡在量化軟體動物中的含氯微塑料的應用
什么是微塑料？
自塑料發明以來，塑料因其耐用性和長使用壽命而受到贊譽，但 21 世紀也面臨著一些煩惱：塑料降解和塑料污染。人們不再只關心太平洋里的塑料袋，也關心太平洋里漂浮的塑料垃圾；科學家們發現大多數高分子材料逐漸風化，產生的微顆粒滲透到環境、水道，最終會有一部分進入生物體中。
這些“微塑料” (直徑小于 5mm 的塑料顆粒) 是如此普遍，以至于在世界偏僻的角落都可以發現大量的微塑料，它們對環境和生態系統的影響一直是非常活躍的研究領域，有一些跡象表明，微塑料可能會被引入食品供應鏈中。
EDS 進行微塑料識別
確定微塑料污染物的組成需要從準確識別顆粒開始。眾所周知，在外觀上，微塑料很難與其它海洋沉積物區分開來，因此需要對其進行化學分類。X-射線能量色散光譜 (EDS) 是掃描電鏡中的表面成分分析技術，它可以清晰地呈現成像區域的化學成分信息。在尋找微塑料時，研究人員需要尋找標志性的元素，如聚氯乙烯顆粒中的氯元素。
可是挑戰在于，在整個樣本區域中，EDS 面掃可能相對較慢，每個像素可能只需要幾秒鐘來收集譜圖，但把所有樣本區域的能譜收集加在一起時，收集數據將會消耗數小時。令人沮喪的是，其中大部分時間都花在了收集樣本的空白區域數據上。這就是巴伐利亞環境署的研究人員與飛納臺式掃描電鏡合作的原因，目的在于加快數據收集的過程。
識別軟體動物中聚氯乙烯微塑料
作為他們研究的一部分，巴伐利亞環境署的研究人員試圖量化軟體動物中聚氯乙烯微塑料的含量。通過確定軟體動物吸收了多少個粒子，他們就可以估計環境微塑料是如何進入我們的食物供應鏈中的。軟體動物樣本首先暴露在一個富含微塑料的環境中，然后均質和過濾處理。接著用 SEM-EDS 對該過濾器進行成像，并定量富氯區域。
“飛納電鏡為了大大縮短數據收集的時間，使用自動化編程的方式進行實現”。
基于飛納電鏡的 PPI（Phenom Programming Interface）編程，研究人員為飛納電鏡能譜一體機 Phenom ProX 開發出了 Chloroscan（氯化物掃描）軟件。首先，通過軟件對圖像進行自動分析，識別潛在的微米尺度粒子；隨后 EDS 能譜再對每個潛在粒子進行元素分析。這大大減少了整體數據的收集時間，同時也提供了必要的量化結果。
數據分析完成后，軟件界面會顯示哪些顆粒含有的氯元素超過了用戶定義的閾值。
結論
為了增加大家對微塑料污染的理解，研究人員需要更可靠的工具來進行顆粒識別。SEM-EDS 作為一種有價值的微塑料可視化和化學識別技術 —— 隨著定制自動化軟件（Chloroscan 軟件）的開發，可以為微塑料的自動化分析提供高效的檢測方式。我們希望氯化物掃描軟件能夠激發常規 SEM-EDS 在微塑料研究中的進一步應用。
自塑料發明以來，塑料因其耐用性和長使用壽命而受到贊譽，但 21 世紀也面臨著一些煩惱：塑料降解和塑料污染。人們不再只關心太平洋里的塑料袋，也關心太平洋里漂浮的塑料垃圾；科學家們發現大多數高分子材料逐漸風化，產生的微顆粒滲透到環境、水道，最終會有一部分進入生物體中。
這些“微塑料” (直徑小于 5mm 的塑料顆粒) 是如此普遍，以至于在世界偏僻的角落都可以發現大量的微塑料，它們對環境和生態系統的影響一直是非常活躍的研究領域，有一些跡象表明，微塑料可能會被引入食品供應鏈中。
EDS 進行微塑料識別
確定微塑料污染物的組成需要從準確識別顆粒開始。眾所周知，在外觀上，微塑料很難與其它海洋沉積物區分開來，因此需要對其進行化學分類。X-射線能量色散光譜 (EDS) 是掃描電鏡中的表面成分分析技術，它可以清晰地呈現成像區域的化學成分信息。在尋找微塑料時，研究人員需要尋找標志性的元素，如聚氯乙烯顆粒中的氯元素。
可是挑戰在于，在整個樣本區域中，EDS 面掃可能相對較慢，每個像素可能只需要幾秒鐘來收集譜圖，但把所有樣本區域的能譜收集加在一起時，收集數據將會消耗數小時。令人沮喪的是，其中大部分時間都花在了收集樣本的空白區域數據上。這就是巴伐利亞環境署的研究人員與飛納臺式掃描電鏡合作的原因，目的在于加快數據收集的過程。
識別軟體動物中聚氯乙烯微塑料
作為他們研究的一部分，巴伐利亞環境署的研究人員試圖量化軟體動物中聚氯乙烯微塑料的含量。通過確定軟體動物吸收了多少個粒子，他們就可以估計環境微塑料是如何進入我們的食物供應鏈中的。軟體動物樣本首先暴露在一個富含微塑料的環境中，然后均質和過濾處理。接著用 SEM-EDS 對該過濾器進行成像，并定量富氯區域。
軟體動物的濾液樣本。(左) 過濾器；(中) 掃描電鏡圖像顯示不同類型和不同尺寸的粒子。如果沒有額外的化學元素信息輔助，人工識別聚氯乙烯微塑料幾乎是不可能的；(右) EDS 數據疊加在 SEM 圖像上，表明氯元素的存在 (紅色)。
“飛納電鏡為了大大縮短數據收集的時間，使用自動化編程的方式進行實現”。
基于飛納電鏡的 PPI（Phenom Programming Interface）編程，研究人員為飛納電鏡能譜一體機 Phenom ProX 開發出了 Chloroscan（氯化物掃描）軟件。首先，通過軟件對圖像進行自動分析，識別潛在的微米尺度粒子；隨后 EDS 能譜再對每個潛在粒子進行元素分析。這大大減少了整體數據的收集時間，同時也提供了必要的量化結果。
數據分析完成后，軟件界面會顯示哪些顆粒含有的氯元素超過了用戶定義的閾值。
結論
為了增加大家對微塑料污染的理解，研究人員需要更可靠的工具來進行顆粒識別。SEM-EDS 作為一種有價值的微塑料可視化和化學識別技術 —— 隨著定制自動化軟件（Chloroscan 軟件）的開發，可以為微塑料的自動化分析提供高效的檢測方式。我們希望氯化物掃描軟件能夠激發常規 SEM-EDS 在微塑料研究中的進一步應用。
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