Polibütilen Adipat Tereftalat Bazlı Mikro ve Nano Plastiklerin Proton Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi Kullanılarak Topraktan Miktar Tayini

Bu yöntemi, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin ve toprağın biyolojik bozunması hakkında daha fazla bilgi edinebilmemiz için geliştirdik. Biyobozunur plastik ürünler, toprağa gömüldükten sonra tamamen bozunacak şekilde tasarlanmıştır, ancak toprakta kalabilecek küçük plastik parçaları ölçmek için bir yola ihtiyacımız vardı. Mikroplastik miktar tayini yöntemleri son birkaç yılda hızla gelişmiştir ve gruplar arasında standardize edilmemiştir.

Mikroplastikler, çeşitli farklı teknolojiler kullanılarak topraktan ölçülmüştür. NMR spektroskopisi için yöntemler geliştirmenin, mikroplastik miktar tayinine erişimi çeşitlendirmek için önemli olduğunu düşünüyoruz. NMR daha önce topraktaki plastik ürünlerden PBAT miktarını belirlemek için kullanılmıştır.

Bu tekniği, çevre bilimcilerinin ve diğerlerinin çok sayıda toprak örneğinden paralel olarak PBAT'ı hızlı bir şekilde ölçmek için kullanabilecekleri ve büyük ölçekli çevresel izlemeye olanak tanıyan bir araca uyarlamak için bu protokolü oluşturduk ve paylaştık. Protokolümüz, PBAT polimerinin bir çözücü içinde geri kazanılmasını içerir. Yöntem, tek tek plastik parçacıkları izole etmeye odaklanmadığından, mikro veya nanoplastiklerin boyutuyla sınırlı değildir.

Bazı ödünleşimler var, ancak bu bize topraktaki nanoplastik biyolojik bozunma hakkında bilgi edinmemizi sağlıyor. Artık topraktaki mikro ve nano boyutlu plastiği ölçebildiğimize göre, nanoplastiklerin organik madde ve toprak mineralleri gibi toprak bileşenleriyle nasıl etkileşime girdiği hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyoruz. Bu etkileşimler, plastikleri mikrobiyal enzimler tarafından biyolojik bozunmaya karşı koruyan önemli bir faktör olabilir.

Başlamak için, ekstraksiyon işleminden önce toprağı toplayın ve hazırlayın. Bir davlumbazda, ekstrakte edilecek her numune için hacimce 100 mililitre 90 ila 10 hacimce kloroform ve metanol karışımı hazırlayın. Bir cam ekstraksiyon kavanozuna 100 gram kuru toprak, 100 mililitre kloroform metanol çözeltisi ve 20 cam boncuk ekleyin.

Solvent buharının kaçmasını önlemek için kavanozu PTFE kaplı kapaklarla sıkıca kapatın. Ekstraksiyon kavanozunu bir çalkalayıcı masasına yerleştirin ve sekiz saat boyunca dakikada 200 devirde çalkalayın. Çalkaladıktan sonra, ekstraksiyon kavanozundaki toprağın en az dört saat oturmasına izin verin.

Şimdi, çeker ocakta bir ekstraksiyon kavanozunun kapağını açın. Bir pipet kullanarak, sıvı ekstraktı 11 mikrometre gözenek boyutuna sahip kalitatif bir kağıt filtreye yükleyin ve filtratı etiketli temiz bir cam kavanozda toplayın. Geri kazanılan çözücünün hacmini kaydedin.

Topraktaki ekstraktın çeker ocakta tamamen kurumasına izin verin, bu 24 saate kadar sürebilir. Ardından kurumuş toprağı güvenli bir şekilde atın. Ekstrakt kuruduktan sonra, numune kavanozunun kapağını kapatın ve daha sonra kullanmak üzere serin, karanlık ve kuru bir yerde saklayın.

Başlamak için, polibütilen adipat tereftalat veya PBAT içeren kurutulmuş toprak özü elde edin. Kurutulmuş ekstraktı içeren her bir numune kavanozuna bir miligram iç kalibran 1, 4-Dimetoksibenzen ekleyin. Numuneyi bir davlumbazda 500 mikrolitre döteryumlu kloroform içinde yeniden süspanse edin.

Kavanozu kapatın ve her iki tarafta yaklaşık 10 kez bir el veya tezgah üstüne hafifçe vurun. Ardından, çözünmüş numuneyi bir NMR tüpüne aktarmak için temiz bir pipet ucu kullanın. Yeniden süspansiyon adımını başka bir 500 mikrolitre döteryumlu kloroform ile tekrarlayın ve numuneyi çekin.

NMR tüpünü kapatın ve NMR spektrumlarını toplamadan önce üç gün boyunca saklayın. Kilogram PBAT başına 63 miligram ile sivri uçlu gölgeli tınlı toprak spektrumu, beş karakteristik PBAT zirvesinin tümünün açıkça çözüldüğünü gösterdi. Kalibrasyon eğrileri, gölgeli tınlı, Elkhorn kumlu balçık ve Los Osos balçıkta eklenen ve ölçülen PBAT miktarı arasında güçlü korelasyonlar gösterdi ve gölgeli balçık% 76 ile en yüksek ekstraksiyon verimliliğini elde etti.