Поверхностно-усиленная рамановская спектроскопия способствует обнаружению микропластика размером менее 1 мкм в окружающей среде

Микро- и нанопластики считаются одними из основных загрязнителей, представляющих угрозу для окружающей среды, водных организмов и здоровья млекопитающих, включая человека. К сожалению, разработка простых, но надежных аналитических методов, чувствительных к отдельным частицам микропластика размером менее 1 мкм, еще не завершена. В настоящей работе продемонстрированы обнаружение и идентификация отдельных частиц микро- и нанопластика с использованием поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS) и подложек Klarite. Klarite представляет собой уникальную SERS-подложку, сформированную плотной решеткой инвертированных пирамидальных полостей из золота. Численное моделирование показывает, что эти полости, или углубления, эффективно фокусируют падающий свет в области интенсивного усиления электромагнитного поля — «горячие точки». Показано, что Klarite позволяет обнаруживать и идентифицировать синтезированные, атмосферные и водные отдельные частицы микропластика размером до 360 нм. Для аналитов полистирола установлены коэффициенты усиления до двух порядков величины. Кроме того, на Klarite обнаружены и идентифицированы частицы микропластика размером до 450 нм в образцах, выделенных из взвешенных в окружающем воздухе частиц. Также продемонстрировано применение рамановского картирования как быстрого метода обнаружения субмикронных частиц микропластика. Полученные результаты показывают, что SERS с использованием Klarite представляет собой простой в применении метод, перспективный для обнаружения и систематического измерения содержания нанопластика в окружающей среде. Это исследование является важным шагом на пути к обнаружению пластмассовых частиц нанометрового масштаба, которые при высоких концентрациях могут вызывать токсические эффекты у млекопитающих и водных организмов.