2024年10月電子報
塑膠微粒的定義、危害、法規
- 定義：塑膠微粒（microplastics）是指直徑小於5mm(毫米)的塑膠顆粒，這些微粒可能來自於較大的塑膠物品因為物理或化學作用逐漸分解，也可能是製造時就設計為這麼小的顆粒，例如化妝品中的去角質顆粒或清潔劑中的磨擦劑。塑膠微粒常見於環境中，包括海洋、湖泊、河流、土壤以及空氣中。
- 危害：塑膠微粒對環境和生物健康帶來許多負面影響。它們在環境中難以降解，會長期存留並影響生態系統。海洋中的微塑膠會被魚類、貝類等生物誤食，進而進入食物鏈，最終可能影響到人類健康。塑膠微粒可能吸附有毒化學物質，如重金屬或持久性有機污染物，這些污染物可能通過生物累積作用進入生物體內，對內分泌系統、免疫系統及生殖系統產生負面影響。
- 法規：全球各國逐漸意識到塑膠微粒對環境的威脅，開始出現相關法規。例如，歐盟自2021年起禁止在化妝品和個人護理產品中使用塑膠微粒。美國早在2015年就通過《無微珠水域法案》（Microbead-Free Waters Act），禁止在洗面乳、牙膏等產品中使用微珠。台灣也在2020年起實施塑膠微粒禁令，規範化妝品及個人清潔產品不得使用塑膠微粒。
各種檢測塑膠微粒方法
| 方法 | 原理 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|---|
| 篩選法 | 使用不同尺寸的篩網過濾環境樣品，將塑膠微粒與其他物質分離 | 操作簡單，適用於初步分離大尺寸的塑膠微粒 | 無法檢測小於篩孔尺寸的微粒，無法區分塑膠種類或形態 |
| 顯微鏡觀察法 | 使用光學或電子顯微鏡觀察塑膠微粒的形態、大小及顏色 | 能直接觀察微粒形態，直觀判斷塑膠存在 | 對小尺寸微粒檢測靈敏度低，需人工操作，效率較低 |
| 傅立葉變換紅外光譜（FTIR） | 分析塑膠微粒吸收的紅外光譜，識別其化學結構 | 能準確識別塑膠的化學成分，適用於多種塑膠材料 | 需要專業設備，對非常小的微粒靈敏度有限 |
| 拉曼光譜（Raman Spectroscopy） | 分析塑膠微粒散射的光譜，識別其化學成分 | 適用於小尺寸微粒，能識別微塑膠的化學結構 | 容易受樣品中的螢光影響，對非常小的微粒分析可能不穩定 |
| 熱解氣相色譜-質譜聯用（Py-GC/MS） | 將塑膠微粒熱解為小分子，通過氣相色譜和質譜分析 | 能檢測並鑑定複雜的塑膠材料及其降解產物 | 樣品處理過程不可逆，耗時且成本較高 |
| 示差掃描量熱法（Differential Scanning Calorimetry, DSC） | 測量塑膠微粒在不同溫度下的熱物理性質，如熔點和玻璃化轉變溫度 | 能區分不同塑膠材料的熱物理特性，適合用於鑑定 | 無法提供具體的微粒尺寸或形態信息 |
| 密度分離法 | 使用高密度溶液將塑膠微粒從較重的物質中分離 | 操作簡單，適合從沉積物或土壤中分離塑膠微粒 | 只能區分不同密度的物質，對小尺寸顆粒的效率較低 |
| 同位素標記分析 | 使用同位素標記塑膠微粒，跟蹤其在環境中的移動或生物累積 | 能跟踪塑膠微粒在環境或生物體內的動態變化 | 實驗設計和操作複雜，成本高，需特定實驗條件 |
| 自動圖像分析系統 | 使用影像處理技術自動分析樣本圖像，識別塑膠微粒 | 自動化程度高，能提高檢測效率和一致性 | 對複雜樣品或非常小的微粒靈敏度不高，依賴計算機算法的準確性 |
| 核磁共振光譜（NMR） | 研究塑膠微粒的分子結構，特別是其降解產物 | 非破壞性技術，能提供詳細的分子結構信息 | 需要昂貴的儀器設備，對於小尺寸微粒靈敏度可能有限 |
| 動態光散射（DLS） | 分析懸浮液中顆粒的布朗運動來測量粒徑分布 | 非侵入性，適合測量奈米級顆粒，分析速度快 | 對大顆粒靈敏度低，無法提供顆粒形態或化學成分的信息 |
總結
不同檢測方法各有其特點與應用範圍，選擇合適的檢測技術取決於具體的研究需求和樣本特性。例如，FTIR 和 拉曼光譜適合分析塑膠的化學結構，DLS 適合測量液體中奈米級塑膠微粒，熱解氣相色譜-質譜聯用（Py-GC/MS） 則能提供更詳細的塑膠材料組成分析。而某些方法，如顯微鏡觀察，則適合用來觀察和描述塑膠微粒的形態。
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特點
- 稀溶液到濃溶液，奈米粒徑到固體表面電位評價
- 搭載全新的窄帶半導體雷射，提高感度
- 全新改良的固態表面電位量測，大大提高操作便利性
- 多角度粒徑量測提高粒徑分析解析度
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- 多角度測量，進行粒度分佈，分離度更高
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特點
- 稀溶液到濃溶液，奈米粒徑到固體表面電位評價
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- 寬闊的粒徑量測範圍，完全不透光樣品也可不稀釋直接量測。
- 實測電滲流，具備高可靠性的界達電位量測
- 高塩濃度下的界達電位量測，真實符合人體緩衝夜環境
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大塚科技利用DLS粒徑分析儀原理開發的nanoSAQLA，低價格、不妥協的高性能。測量速度快（約 1 分鐘），重量輕且緊湊，這是實驗室使用必不可少的，而且這種新的光學系統能夠一次測量多個樣品，濃度範圍從稀釋到濃縮。此外，它是一種不浸入液體的新產品（非浸入型），因此污染不是問題，在不使用自動進樣器的情況下最多可以連續測量 5 個樣品。
特點
- nanoSAQLA是使用DLS動態光散射量測奈米粒徑的機台
- 針對品管需求等等追加多檢體量測功能。(最多5檢體，搭配自動進樣機可增至最多50檢體)
- 訴求簡單、輕量化、好操作、高精度，實現稀薄~高濃度溶液的廣範圍奈米粒徑量測
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高分子相結構分析系統PP1000
- 使用小角光散射技術，即時動態量測高分子的結構變化
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- 控制評估與管理聚合物共混物( Polymer Arrow)的耐熱性、耐衝擊性、和收縮性
- Hv散射：偏光子與檢光子垂直量測，可量測光學異方性及結晶
- Vv散射：偏光子與檢光子平行量測，可量測高分子相分離、配向特性等解析
- 主要使用可見光，與小角X線散射(SAXS)或小角中性子散射(SANS)相比，可以量測較大的構造(μm等級)
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- 散射角度0.33 ~ 45°，最短10msec量測
- 次微米 ~ 數百微米大小構造量測專用樣品容器、固態液態樣品皆可量測
- Hv散射、Vv散射在軟體上簡易切換
- 將偏光顯微鏡所看不到的短時間變化數值化
SOUTHPORT
南方科技股份有限公司成立於2014年8月，匯聚光學、材料、物理與資訊等跨領域人才，致力於將創新的光學設計理念導入光學工程領域。公司以5D顯微術與數位光學為核心技術，專注於先進材料分析、生醫影像、微結構與透明材料檢測，以及數位光學應用等四大領域。南方科技致力於簡化、模組化與數位化光學系統，協助研究人員提升實驗設計效率，縮短研發週期，並促進創新。此外，南方科技積極探索可程式化與軟體定義光學的潛力，透過半導體、液晶材料與驅動技術，賦予數位光學新的生命，為光學工程與教育開創新局。
SP8000A雷射掃描共焦量測開發平台
SP8000A 是一套整合雷射掃描共焦顯微技術的光學量測開發平台，內建光學顯微鏡，具備高解析度的光致螢光與拉曼光譜量測功能，可彈性擴充多種模組，支援表面形貌、單分子、生醫影像與2D材料分析，兼具單點與掃描量測模式，提升研發彈性並有效控管成本。
特點
- 專利無損式量測（專利號：TW I661222 B）
- 雷射共焦技術解析度高達0.1µm
- 高靈敏光致螢光與拉曼光譜量測
- 支援3D立體影像重建
- 多光源雷射切換功能（最多四種）
- 移動光點式Mapping功能
- 高度整合軟體（支援Horiba/Andor/Ocean光譜儀）
- 可接整合多家精密電源量測設備（Keithley/Keysight）
- 操作簡易，低操作門檻
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ZEISS
ZEISS是一家在光學檢測和光電子領域經營的國際領先科技企業。開發生命科學和材料研究的顯微鏡，蔡司擁有超過 35,000 名員工，活躍於全球近 50 個國家，擁有約 30 個生產基地、60 家銷售和服務公司以及 27 個研發機構。公司於 1846 年在耶拿成立，總部位於德國奧伯科興。
正立和倒立廣角顯微鏡
廣角顯微鏡有不同的光學檢測版本。如果您的任務是分析斑馬魚胚胎、染色組織選擇或腦切片，請選擇正置顯微鏡。對於常規研究中的組織培養和快速評估，倒置顯微鏡可能是更好的選擇。
特點
- Axio 正立/倒立 生命科學研究、材料顯微鏡
- Axioscope 生物醫學常規、研究、材料的智能顯微鏡
- Axiolab 實驗室每天進行的日常工作而設計
- Axio Imager Vario 用於大樣本的正置顯微鏡
- Axio Imager 成像儀
- Primo-系列 正立/倒立用於數位教學和日常實驗室工作的顯微鏡
立體和變焦顯微鏡
生成三維和橫向精確圖像。使用立體顯微鏡，您可以觀察大樣本，例如葉子和組織，或檢查粗糙的材料表面。使用不同的光學檢測數位相機靈活升級您的顯微鏡，並從各種類型技術中受益。
特點
- Axio Zoom.V16 獲2013紅點設計獎，大視場的(螢光)立體變焦顯微鏡
- Smartzoom 獲2015紅點設計獎，用於日常和故障分析的自動數位變焦顯微鏡
- Visioner 全聚焦光學檢測顯微鏡
- SteREO系列 變焦顯微鏡
- Stemi 立體顯微鏡
搭配成像系統顯微鏡
成像系統主要將傳統的光學檢測廣角顯微鏡組件與強大的計算機硬體和複雜的成像技術相結合。這些產品是您高度自動化的任務和細胞胞器研究的最佳解決方案。
特點
- Lattice Lightsheet 活細胞的長期體積成像
- Axioscan 生物學、地球科學
- Cell Observer 可視化活的生物體和細胞
Apotome 3用於寬場顯微鏡的螢光成像
為您的螢光樣品創建光學檢測部分 - 使用結構化照明，去除失焦的光變得簡單高效。蔡司 Apotome 3 識別放大倍率並將適當的網格移動到光束路徑中。然後，系統會根據具有不同網格位置的多個圖像計算您的光學截面。即使在較厚的樣品中，它也是消除失焦光的完全可靠的方法。然而，您的系統仍然像往常一樣易於操作。您可以獲得具有最佳分辨率的高對比度圖像。
特點
- 出色的光學切片： Apotome 3 帶有三個不同幾何形狀的網格，無論您選擇哪種放大倍率，都能為您提供最佳分辨率
- 光源和染料的自由選擇：Apotome 3 適應您的螢光團和光源。因此，當您的實驗在複雜性和要求方面發生變化時，您可以保持靈活性
- 獲得更多結構信息：使用結構化照明的專利算法，通過反捲積進一步改進您創建的圖像。更好地識別檢查對象的重要結構
PALM MicroBeam 雷射顯微切割和光鉗
雷射顯微切割 是一種光學檢測無污染的方法，用於從組織樣本或細胞培養物中分離和收集感興趣的細胞。分離的純細胞群是您在分子分析中獲得特定且有意義結果的理想起點。
特點
- 完成從雷射顯微切割到集成成像工作站步驟的系統
- 使用蔡司專利的樣品採集技術，可以從標準載玻片執行 LCM
- 可擴展性—添加來自 AxioCam 相機系列的數位相機，用於螢光、明場、多通道螢光和延伸焦距
- 能夠將其他組件集成到 MicroBeam 中並創建簡單的工作流程，無論是用於單個實驗還是使用靈活的收集器實現自動化
- 校準程序可讓您輕鬆調整 MicroBeam 的雷射參數以適合您選擇的樣本。
Correlative Cryo Workflow TEM 薄片製備和體積成像
光學檢測中針對相關低溫工作流程的需求進行優化的軟體和硬體，從螢光大分子的定位到高對比體積成像都能適用。將明場、雷射掃描和聚焦離子束掃描電子顯微鏡無縫且易於使用的程序連接起來，可以檢查接近天然狀態的細胞結構。
特點
- 對接近原生狀態進行成像
- 無縫低溫工作流程-跨多種模式的
- 保護樣品-防止樣品破壞和冰污染
- 高分辨率-螢光成像
- 高對比度-體積成像和 3D 重建
- 針對性的網格薄層減薄-用於低溫 TEM 應用
- 多用途-用於低溫和室溫應用
3D X-Ray
非破壞式之3D X射線之顯微鏡（XRM），應用在大學、研究中心、半導體故障分析、半導體先進封裝、材料科學、生命科學。
Non-Destructive 3D X-Ray Microscopy (XRM) for University, R&D Center, Semiconductor Failure Analysis, Advanced Packaging, Materials Science, Life Sciences Applications.
