研究背景：

塑料在被使用之后会被降解并破碎成微塑料（<5毫米）甚至纳米塑料（<1微米）。目前，微（纳米）塑料（MNPs）被认为是新出现的污染物，不仅因为它们的物理危害，还因为它们会通过生物蓄积和生物放大效应，在不同营养水平的生物体中积累，并对整个食物网造成严重影响。因此，测量环境或生物样品中MNP的存在是高度优先的。然而，MNP的类型和未知的老化过程等障碍可能会进一步阻碍生态系统中MNP调查的准确性。

基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）作为一种强大的识别技术，可以用于电离和检测具有高分子量的完整分子。MALDI-TOF MS技术可以进一步用于环境MNP的检测。通过MS结果进行进一步分析，可以获得MNP的关键信息，包括重复单位质量，端基和分子式。

研究内容：

PS和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为塑料的典型代表，约占塑料总需求的90%。因此，南方科技大学的吴鹏飞博士以PS-MNPs和PET-MNPs为研究对象通过Design-Expert软件对激光强度，基质种类（M）、分析物浓度（A）、阳离子化试剂（C）及体积比（MAC）等实验参数进行优化，并在此条件下对LM-PS-MNPs、LM-PET-MNPs、HM-PS-MNPs和HM-PET-MNPs进行分析。此外，量化方法将进一步验证并应用于分析使用或掉落在环境中的塑料样品，例如作为新鲜MNP的航空塑料杯碎片和从河流沉积物中提取的老化MNP。

主要研究结果：

1、低分子量 （LM） 和高分子量 （HM） 聚合物的表面响应分析

2、(a)低分子量(LM)-PS和(b)LM-PET的质谱；(c)LM-PS低聚物和(d)LM-PET低聚物相邻峰的质量差；(e)高分子量(HM)-PS和(f)HM-PET的质谱；(g)HM-PS低聚物和(h)HM-PET低聚物相邻峰的质量差。准确的重均分子量（Mw）、数均分子量（Mn）和多分散指数（PDI）的计算结果如图所示：

3、相应聚合物的归一化信号强度与低分子量（LM）聚合物的（a）浓度和（b）ln[聚合物浓度]以及高分子量（HM）聚合物的（c）浓度和（d）ln[聚合物浓度]之间的相关曲线（含R2值）。

4、(a)航空杯的照片和(b)MALDI-TOF MS结果；(c)从河流沉积物中提取的(d)低和(e)高m/z范围的微塑料的照片和MALDI-TOF MS结果。

研究结论：

本研究提出了一种利用MALDI-TOF MS技术测定环境微纳塑料（MNPs）的新方法，并建立了低分子量聚合物系数高于0.96，高分子量聚合物系数高于0.98的定量相关性。最后，确定了两种类型的环境MNP样品，包括作为新鲜塑料的航空杯颗粒和从河流沉积物中提取的老化MNP。在收集的沉积物中，PS和PET MNPs的含量分别为8.56±0.04和28.71±0.20 mg·kg–1。通过与成像系统结合时对生物组织中化学分布的原位研究，该技术在分子水平上探索MNP及其转化产物的形态、分布和生态毒性的研究中可以实现进一步应用研究。

参考文献：

Determination of Environmental Micro(Nano)Plastics by Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization–Time-of-Flight Mass Spectrometry.

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c01928