Datenbank des MikAlp Projekts

Vergleich partikelbasierter Analysenmethoden zur Mikroplastikcharakterisierung

Verschiedene Techniken bei der Charakterisierung von Mikroplastik

Vergleich verfügbarer Methoden
Für die Untersuchung von Mikroplastikpartikeln stehen verschiedene analytische Methoden zur Verfügung, die jeweils auf unterschiedlichen physikalisch-chemischen Prinzipien beruhen. Die Verfahren FTIR-Imaging, Raman-Spektroskopie und Field-Flow Fractionation (FFF) kommen dabei häufig zum Einsatz und unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Anforderungen an die Probe, der erzielbaren Informationsdichte sowie der detektierbaren Partikelgrößen.
Jede dieser Methoden bringt spezifische Stärken, aber auch Einschränkungen mit sich. Während FTIR- und Raman-Spektroskopie primär zur chemischen Identifikation von Partikeln auf Filtern eingesetzt werden, ermöglicht FFF eine flüssigphasengestützte Trennung und Fraktionierung nach Partikelgröße – häufig in Kombination mit weiteren Detektionssystemen.
Je nach Fragestellung – etwa der Fokus auf Polymeridentität, Partikelgrößenverteilung, Nachweisgrenzen oder morphologische Informationen – kann eine einzelne Methode oder eine Kombination mehrerer Verfahren sinnvoll sein. Die Auswahl des Analysenverfahrens sollte daher stets individuell und zielgerichtet erfolgen. Die nachfolgende Tabelle dient als strukturierter Vergleich dieser drei Verfahren und unterstützt die methodische Entscheidungsfindung im Rahmen von Mikroplastikanalysen.

Methode

Prinzip

Anwendung

Größenbereich

Probenzustand

Chemische Identifizierung

Stärken

Limitationen

Automatisierung

Optische Bildgebung

Raman Spektroskopie

Inelatische Lichtstreuung (Raman effect)

Chemische Identifizierung von Partikeln

~1 µm bis >100s µm

(bis nm Bereich)

fest (auf Filter/Slide)

Ja

  • Hohe räumliche Auflösung
  • Funktioniert mit dunklen Partikeln
  • Fluoreszenz
  • Optische Partikelidentifizierung vor Detektion
  • Langsamer für große Partikelmengen

Möglich

Optische Partikelinformation vor der Identifizierung

FTIR Spektroskopie

Infrarot Absorption (molekulare Schwingungen)

Chemische Identifizierung von Partikeln

>10 – >100 µm (down to ~5 µm with focal methods)

fest (auf Filter/Slide)

Ja

Nicht-destruktiv, Automatisierte Analysen (FPA), Breite spektrale Information, Keine Fluoreszenz

  • Niedrigere räumliche Auflösung
  • Limitierte Detektion für dunkle Partikel

Meist verwendet

Ja

Field-Flow Fractionation

Größen-basierte Auftrennung in einem Field-Flow

Separierung und Größenauftrennung vor der Analyse

~10 nm to ~2 µm (Systemabhängig)

Suspension in Flüssigkeit

Nein (benötigt Kopplung zu Detektor)

Exzellent für submikron Partikel

Kopplung mit unterschiedlichen Detektoren möglich

  • Keine direkte chemische Identifizierung
  • Benötigt flüssige aufkonzentrierte Proben

Möglich

Nein