一种基于热胀冷缩特性量化微塑料的荧光染色方法技术

本发明专利技术公开了一种微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：采用基于热胀冷缩特性的物理方法对微塑料实施荧光染色标记。本发明专利技术还提供一种量化微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：包括以下步骤：制备染液溶液的步骤、微塑料粉末的着色步骤、抽滤步骤、计算微塑料粉末的回收率的步骤。本发明专利技术利用塑料的热胀冷缩特性，使其被荧光染料标记，从而使微塑料更容易快速的被识别，即，基于塑料本身的热胀冷缩特性，使塑料在加热的状态下受热膨胀此时加入染料以便于其进入塑料内部，加热一定时间后，迅速冷却，塑料由于受冷收缩，把染料锁住在塑料内部，从而使塑料被荧光染料标记。

A Fluorescent Dyeing Method for Quantitative Microplastics Based on Thermal Expansion and Cold Shrinkage Characteristics

【技术实现步骤摘要】
一种基于热胀冷缩特性量化微塑料的荧光染色方法
本专利技术涉及一种基于热胀冷缩特性量化微塑料的荧光染色方法。
技术介绍
作为水生环境中的重要污染物，微塑料(＜5毫米)越来越受到全球关注。微塑料由于颗粒小、比表面积大，使其易吸附各种有机污染物、金属元素甚至致病菌等，吸附在微塑料上的污染物和微塑料含有的添加剂会对海洋生物产生复合毒性效应，造成海洋生物的摄食效率降低、受伤甚至死亡。海洋生物及近海生物误食这些与低营养级生物具有类似密度和大小的微塑料，还会造成这些海洋生物消化道堵塞、引起伪饱腹感。吸附着各种污染物的微塑料，通过食物链的富集与传递，对整个生态系统产生影响，甚至最终会影响人类身体健康。世界各国越来越重视微塑料的危害，而我国的微塑料调查与研究还处于起步阶段，公众对微塑料污染现状及其危害认知程度较低，对于微塑料污染造成的生态效应也缺乏了解。据报道，全球每年生产的塑料超过3亿吨，其中约有10％的塑料会进入海洋。有调查显示，我国每年排入到海洋的塑料垃圾碎片重量在132万吨至353万吨之间，中国被认为是最大的塑料制品生产和消费国之一，海洋生态系统受微塑料污染严重。由于废物管理制度执行力度不够且塑料制品回收率低，废弃塑料有多种途径流入海洋。洗涤衣物的水中含有的纤维，护肤品、洗涤剂含有的微塑料颗粒，这些都会随着废水流入河流和海洋。人类在海滩上随意丢弃的塑料垃圾，水产业中塑料渔具的使用及其磨损老化，塑料制品加工、海事运输等过程也都会导致塑料颗粒留在海滩上或汇入海洋，这些塑料垃圾经过物理、化学作用逐渐发生破碎或光降解，破裂成不同形状的微塑料。悬浮在海面的微塑料随着洋流流动扩散范围越来越广，也有微塑料随着洋流进入了沿海滩涂。微塑料由于其对海洋生物和对人类的威胁而构成了重大的环境问题。为了更深入了解微塑料对环境的影响状况，微塑料的识别是最迫切需要解决的问题。目前环境中微塑料的鉴定方法普遍用荧光染色法来辅助识别，但这对染料的选择和被染的微塑料类型都具有一定的局限性，且染色方法过程具有繁琐、耗时长等不足。例如，利用尼罗红染色可以快速识别微塑料，该方法是基于染料与微塑料表面接触的过程中染料分子结合在微塑料表面，从而使微塑料被荧光标记，但该方法对尼罗红染料的前期处理较复杂且对所染色的微塑料类型也具有一定的局限性(不适用于聚氯乙烯，聚酰胺和聚酯)。本专利技术利用塑料的热胀冷缩特性，使其被荧光染料标记，从而使微塑料更容易快速的被识别，为微塑料研究进一步发展提供了一种可靠的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：采用基于热胀冷缩特性的物理方法对微塑料实施荧光染色标记。本专利技术所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：包括以下步骤：将微塑料在水和DMSO(体积比1∶9至9∶1，任意比例混溶)混合溶液中加热的状态下受热膨胀；在混合溶液中加入染料溶液以便于其进入微塑料内部，加热规定时间后，迅速在冰水混合溶液中冷却5min后取出，使得染料锁住在塑料内部，从而使微塑料被荧光染料标记。本专利技术所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述微塑料包括聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)四种塑料粉末中至少一种以上。本专利技术所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述混合溶液的加热温度选自25℃～75℃中任意温度范围。本专利技术所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述染色时间选自10分钟～30分钟中任意时间。本专利技术所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述染料溶液为选自尼罗红(NR)染料、异硫氰酸荧光素(FITC)或番红染料。本专利技术的另一方面提供一种量化微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：包括以下步骤：制备染液溶液的步骤、微塑料粉末的着色步骤、抽滤步骤、计算微塑料粉末的回收率的步骤。本专利技术所述的量化微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述染液溶液选自尼罗红(NR)染料溶于二甲基亚砜(DMSO)中配制浓度为500μg/mL的尼罗红染液，或者，异硫氰酸荧光素(FITC)和番红染料溶于纯水中配制浓度为500μg/mL的染液。本专利技术所述的量化微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述微塑料粉末的着色步骤为，选自聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的微塑料粉末加入体积比1∶9至9∶1，任意比例混溶的水和DMSO混合溶液；在室温～75℃的温度下加热，当温度达到50℃或75℃后，加入所述染料溶液染色，染色10～30分钟后再迅速在冰水混合溶液中冷却5分钟后取出。本专利技术所述的量化微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述抽滤步骤为，冷却后的样液用聚四氟乙烯滤膜抽滤，先用少量的DMSO溶液洗涤以除去多余的染料溶液，再用纯水洗涤至溶液无色。本专利技术所述的量化微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述计算微塑料粉末的回收率的步骤包括，细胞计数板上放在荧光倒置显微镜下观察，用CCD拍照记录明场和荧光状态的微塑料情况，以便于计数并计算微塑料粉末的回收率。本专利技术利用塑料的热胀冷缩特性，使其被荧光染料标记，从而使微塑料更容易快速的被识别，即，基于塑料本身的热胀冷缩特性，使塑料在加热的状态下受热膨胀此时加入染料以便于其进入塑料内部，加热一定时间后，迅速冷却，塑料由于受冷收缩，把染料锁住在塑料内部，从而使塑料被荧光染料标记。此外，本专利技术的方法适用的塑料范围广。但由于化学染色法的时间较长，且需要的试剂昂贵，所以相比而言基于热胀冷缩的物理染色法更加简单快速，且样品保留时间长久，不限于染料的选择以及微塑料类型，这为环境中的微塑料识别提供了一种可靠的方法。通过本专利技术的染色方法，可广泛识别和量化生物体内以及环境中存在的微塑料，并且可用于评估环境中微塑料的潜在风险。附图说明图1为尼罗红染色后在明场显微镜和荧光显微镜；图2为FITC染色后在明场显微镜和荧光显微镜下四种塑料粉末的识别；图3为番红染色后在明场显微镜和荧光显微镜下四种塑料粉末的识别；图4为FITC-硅烷化法染色后在明场显微镜和荧光显微镜下四种塑料粉末的识别；图5为物理染色方法中NR所染的四种塑料粉末保留两个月前(左)后(右)的对比图；图6为化学染色方法中所染的四种塑料粉末保留两个月前(左)后(右)的对比图；图7为四种塑料粉末的标准(左)和在75℃下加热(右)的扫描电镜图；图8为四种塑料粉末在75℃下分别用尼罗红、FITC、番红染色前后的拉曼光谱：a-PE；b-PVC；c-PS；d-PET。具体实施方式下面，将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本专利技术中，基于塑料本身的热胀冷缩特性，使塑料在加热的状态下受热膨胀此时加入染料以便于其进入塑料内部，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：采用基于热胀冷缩特性的物理方法对微塑料实施荧光染色标记。

【技术特征摘要】
2018.07.18 CN 20181079243861.一种微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：采用基于热胀冷缩特性的物理方法对微塑料实施荧光染色标记。2.根据权利要求1所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：包括以下步骤：将微塑料在水和DMSO(体积比1：9至9：1，任意比例混溶)混合溶液中加热的状态下受热膨胀；在混合溶液中加入染料溶液以便于其进入微塑料内部，加热规定时间后，迅速在冰水混合溶液中冷却5min后取出，使得染料锁住在塑料内部，从而使微塑料被荧光染料标记。3.根据权利要求1所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述微塑料包括聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)四种塑料粉末中至少一种以上。4.根据权利要求1所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述混合溶液的加热温度选自25℃～75℃中任意温度范围。5.根据权利要求1所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述染色时间选自10分钟～30分钟中任意时间。6.根据权利要求1所述的微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：所述染料溶液为选自尼罗红(NR)染料、异硫氰酸荧光素(FITC)或番红染料。7.一种量化微塑料的荧光染色标记方法，其特征在于：包括以下步骤：制备染液溶液的步骤、微塑料粉末的着色步骤、抽滤步骤、计算微...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承勇，余梓桦，吕露露，洪鹏志，周春霞，孙省利，千忠吉，曲炳良，
申请(专利权)人：广东海洋大学，广东海洋大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44