Anfärben von Kunsstoffpartikeln

[wilfried48]

Hallo,

gibt es eine Methode mit der man mit Farbstoff oder Fluoreszenzfarbstoff Kunststoffpartikel unter dem Mikroskop anfärben kann ?

Bei Sigma Aldrich kann man ja z.B. fluoreszenzmarkierte Polystyrolkügelchen kaufen.

vielen Dank und viele Grüsse
Wilfried

[Klaus Herrmann]

Hallo Wilfried,

sagt Sigma was das für ein Farbstoff ist? Und hast du die ungefärbten Kügelchen schon?

[JB]

sagt Sigma was das für ein Farbstoff ist?

Hallo Klaus,

Die Farbstoffe sind werden dem Kunststoff schon bei der Herstellung zugesetzt oder sie werden mit funktionellen Gruppen aufgebracht. Damit ist eine grosse Zahl verschiedener Farbstoffe moeglich: https://www.sigmaaldrich.com/technical-documents/articles/biofiles/fluorescent-microparticles.html

[micromax]

Hallo Wilfried,

da ich ein großer Freund von Anfärbereaktionen bin, interessiert mich Dein Vorhaben natürlich auch. Könntest Du Deine Fragestellung vielleicht genauer formulieren? Willst Du Mikrokunststoff in Sedimenten nachweisen oder in Gewebe? Oder Kunststoffe in Verbindungen?
Und was für Kunststoffe meinst Du?

Danke und Grüße
Thomas

[wilfried48]

Hallo,

das mit den käuflichen fluoreszenzmarkierten PS Kügelchen habe ich nur als Beispiel gebracht.
Aber wir suchen eine Methode um allgemein Mikroplastikpartikel unter dem Mikroskop zu markieren.

Hintergrund ist die Untersuchung von Mikroplastik im Meersalz, die bei uns im Schülerforschungszentrum läuft.

Zunächst haben wir untersucht wieviel Mikroplastikpartikel zum Beispiel aus den Einweg Salzmühlen mit Plastikmahlwerk im  Salz landen. Das ist überhaupt kein Problem weil es derart viel ist, dass es unfassbar ist, dass so etwas überhaupt zugelassen ist. Grob gesagt isst man 100 bis 200 µm Plastikabrieb aus der Oberfläche des Plastikmahlwerks der Einwegmühle mit.

Bei der Untersuchung der Nullprobe also gleiche Menge des Salzes ungemahlen kommt natürlich die Frage auf, wieviel Mikroplastik ist denn schon im Meersalz und könnte man diese Teilchen auch schon im Mikroskop finden. Daher  die Frage nach einer Methode zur Anfärbung oder Fluoreszenzmarkierung von Kunststoffpartikeln.

viele Grüsse
Wilfried

[Klaus Herrmann]

Hallo Wilfried, viele Kunststoffe fluoreszieren auch ohne Anfärbung. Wobei nach meiner Erfahrung UV-Anregung besonders gut ist. Habt ihr das schon versucht?

[TPL]

Lieber Wilfried,

ich habe selber keine Lösung im Angebot, aber vielleicht eine gute Adresse, wo Du die finden könntest: http://www.micro-kern.de/. Martin Kern, der Chef der Firma, ist ein lösungsorientierter Mikroskopiker, der auch über diverse Präparationsmethoden von Kunststoffen publiziert hat. Mein letzter Kontakt zu ihm ist zwar schon 10 Jahre alt, war aber sehr positiv.

Ansonsten gefällt mir Euer Projekt sehr gut! Zu Kunststoff-Mikropartikeln wurde in den letzten paar Jahren zwar viel geschrieben, aber die wissenschaftliche Basis erschien mir in manchen Bereichen recht dünn. Ich fände es sehr verdienstvoll, dieses Thema jungen Menschen bewusst zu machen und damit auch gleich mal das ach-so-natürliche Meersalz ein wenig zu entmystifizieren. Denn was Safari-Wolfgang schreibt, stimmt: Steinsalz, insbesondere das aus Deutschland, ist ein hochreines, qualitätsgesichertes Produkt. Mich wundert es immer wieder, was den verdreckten Versionen aus der pakistanischen Salt Range (Himalaya-Salz) oder eben dem Meersalz in seinen teilweise kaum gereinigten Formen für magische Kräfte angedichtet werden.

Herzliche Grüße,
Thomas

[bernd552]

Hallo Wilfried,

da fällt mir eine mögliche brachiale Methode für Mikroskopische Untersuchungen ein.

Die sehr verdünnte Salzlösung auf eine Metallplatte mit sehr kleinen Kristallen auskristallisien lassen und bis zur völligen Wasserfreiheit trocknen.
Dann könnte man sich die Schmelz - oder Zersetzungeigenschaft von Kunststoff durch Erhitzen zu nutze machen.
Entweder einfach die komplette Probe unter Beobachtung erhitzen oder eleganter, mit einem z.B. CO2 Laserstrahl das halbe Sichtfeld abscannen, dann hätte man die Negativprobe immer zum direkten Vergleich. Denkbar wäre auch die Auskristallisation auf einem Metalldraht und diesen elektrisch aufheizen.

Aber wahrscheinlich würden im Lichtmikroskop nur bei größeren Kunststoff-Mikropartikeln die Schmelz-, Sinter-  oder Zersetzungsveränderungen erkennbar sein.

LG
Bernd

[Bob]

Hallo Wilfried,

wäre es evtl. von Vorteil, den Mikroplastikanteil erstmal anzureichern? Das sollte durch die Wasserlöslichkeit des Salzes nicht schwer sein. Die unslöslichen Bestandteile könnte man sich dann näher mit dem Mikroskop ansehen, und nach charakteristischen Merkmalen von Kunststoffpartikeln suchen.

Auf dem Gebiet der Mikrometeorite bietet Jon Larsens Buch "In Search of Stardust" eine Art bebilderten Bestimmungsschlüssel: Was ist wirklich ein Mikrometeorit, und was sieht ähnlich aus, ist aber irdischen Ursprungs. Das Verfahren kann man evtl. auf Mikroplastik übertragen. Leider wird man öfter fündig als bei der Suche nach Mikrometeoriten

Viele Grüße,

Bob 

[wilfried48]

Hallo,

also die Anreicherung, Trennung und Präparation funktioniert schon bestens. Das ist bei Salz ja nicht allzu schwierig. Man stellt eine gerade noch nicht übersättigte Salzlösung her. Die Mikroplastikteilchen reichern sich in einem Sedimentiergefäss an der Oberfläche an. Dort mit der Pipette einen Tropfen abgesaugt, auf den Objektträger und Deckglas drauf fertig. Das funktioniert wie gesagt mit den Mikroplastikteilchen aus der Einweg - Plastikmahlwerkmühle schon sehr gut. Da muss man eher schon wieder verdünnen.
Aber obwohl im konventionellen Meersalz nach wissenschaftlichen Studien offenbar bis zu 20 µg Plastikteilchen pro Kg Salz drin ist ist diese Methode noch zu wenig ergiebig. Wir wollen ja schliesslich keine 100 Kg Salz auflösen und die Teilchen anreichern.
Daher wäre eine "Färbung" hilfreich. Ich werde auch mal austesten, was sich im Pol.-Licht so ergibt.
Das teuere Meersalz "Fleur de Sel" hat übrigens wegen seiner Schöpfungsmethode an der Oberfläche wesentlich  mehr Mikroplastik als das konventionell gewonnene. Die Studie berichtet von einem Faktor 30.  Aber das ist natürlich immer noch wenig für die Untersuchung im Mikroskop.
Das Projekt wird übrigens von drei Schülern aus Klasse 9 bearbeitet, die bei uns am Schülerforschungszentrum den Mikroskopierkurs an den zum Teil auch von Forenmitgliedern mitgespendeten Zeiss Standard Mikroskopen gemacht haben.
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=29060.msg216737#msg216737
Auch hierfür nochmal vielen Dank !

viele Grüsse
Wilfried

[Jürgen Ibs]

Hallo,

wohl für euer Schulprojekt nicht sonderlich hilfreich, auch renne ich sicherlich offene Türen ein, weil ihr das schon kennt: Dennoch der Hinweis auf eine Methode zum Plastik-Nachweis, die auch die TU-Wien anwendet, die Infrarot-Spektroskopie.

https://www.tuwien.ac.at/aktuelles/news_detail/article/125111/

Grüße

Jürgen

[Klaus Herrmann]

Hallo Jürgen,

natürlich ist die IR-Spektroskopie eine sehr gute Methode zur Identifikation von Kunststoffen. Aber bei der Mikroplastik kommt man nur mit IR-Mikrospektrometern weiter und dann reicht sicher das Budget der Gruppe nicht aus.

Wilfried hat es schon geschrieben: Pol sollte auch mit einbezogen werden und ich hatte es schon erwähnt Auflicht-Fluoreszenz.

[jochen53]

Hallo Wilfried,
das IR-Mikroskop ist die Methode der Wahl. Das ist heute eine Routine Methode und wird als Zusatzeinrichtung zu jedem guten FT-IR-Spektrometer angeboten. Damit kann man zuerst optisch das zu identifizierende Teilchen aussuchen und dann da IR-Spektrum aufnehmen und mit den einschlägigen Referenzspektren vergleichen bzw. von der Software automatisch mit den Spektren, die in der Spektrenbibliothek hinterlegt sind, vergleichen lassen.
Aber: Das ist kein Amateur-Kram! Das kostet!
Viele Grüße, Jochen.

[wilfried48]

Hallo,

natürlich kann man zur Absicherung, ob das gefundene auch wirklich ein Kunststoffpartikel ist, auch noch ein Infrarot- oder Ramanmikrospektrometer benutzen. Damit könnte man auch noch zwischen verschiedenen Kunststoffsorten spezifizieren.
Aber dazu braucht man auch erst mal eine mikroskopische Probe, wo man die Teilchen in genügender Häufigkeit unter dem Mikroskop findet. Also eine vernünftige schnelle Markierung wäre zunächst mal hilfreich.
Da wir am Schülerforschungszentrum zunächst froh sind überhaupt gute Lichtmikroskope zu haben, scheiden natürlich teure Geräte sowieso aus. Zur Absicherung spezieller Funde haben wir immer die Möglichkeit in Einzelfällen die teuren Apparate
am NMI in Reutlingen zu nutzen (zumindest solange ich noch dort einen Fuss in der Tür habe  ).
Aber um eines der vorhandenen Zeiss Standard Mikroskope auf Pol und Auflichtfluoreszenz umzurüsten würde das Budget schon noch ausreichen.

Hier übirgens noch zwei links zu einer neueren Untersuchung:

http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/fleur-de-sel-forscher-entdecken-mikroplastik-in-speisesalz-a-1188738.html

http://www.icbm.de/ogc/forschung/mikroplastik/

Hier wurde die Pyrolyse-Gaschromatografie-Massenspektrometrie als Nachweismethode eingesetzt (eine sehr empfindliche Methode) aber dabei geht natürlich der Bezug zu der Grösse- und Verteilung der Teilchen verloren.

viele Grüsse
Wilfried

[Carsten Wieczorrek]

Hallo,
ich habe da gerade eine dumme Idee.
Also, aus chemischer Sicht ist es sehr schwer bis unmöglich, Kunstoffpartikel auf klassischem mikorkopischem Weg zu färben. Das gilt vor allem (und da würde ich fast wetten) für alle Kuststoffe aus dem Bereich Polyethylen, Polypropylen, Teflon. Als Faustregel für den "Laien" kann hier gelten: alles, was ich nicht wirklich fest kleben kann (mit 2k, UV, usw), kann ich auch nicht färben.

Aber:
a) ich weiss ja nicht, was so in der Probe drin ist, nur PP und PTFE wird es ja nicht sein
b) ihr macht doch so etwas wie "Jugend forscht" (soll keinesfalls eine Abwertung sein, da habe ich selber teilgenommen).
c) so meiner Lebenserfahrung nach färbt jede Souce Bolognese alle Tupperdosen dauerhaft rot

Dauerhaft rot stimmt natürlich nicht, aber trotz aller chemischer Trixe (Öle, alle Lösemittel aus meinem Fundus, 4 fach erhöhte Spülmaschinenreiniger-Konzentration) werden meine Tupperdosen nie mehr FARBLOS.

Nur so eine dumme Idee...

Gute Nacht,
Carsten