רוב סוגי הפלסטיק אינם מתכלים אך יכולים להתפרק לחתיכות קטנות עקב תהליכים כימיים ופיזיים כגון חמצון וחיכוך מכני^1,2. חתיכות פלסטיק קטנות מ-5 מ”מ מסווגות כמיקרופלסטיק (MPs). חברי פרלמנט נמצאים בכל מקום ונמצאים כמעט בכל פינה בעולם. הם הפכו לדאגה עולמית בשל הסיכון הפוטנציאלי לבני אדם וחיות בר^3,4. עד כה, הצטברויות משמעותיות של חברי פרלמנט נמצאו דגים, ציפורים, חרקים^5,6, כמו גם יונקים (עכבר, במעיים, בכליות ובכבד^7,8). מחקרים מצאו כי חשיפה והצטברות של חברי פרלמנט יכול לפגוע בחילוף החומרים של השומנים של עכברים^7,8. הערכת סיכונים המתמקדת בדגים מצאה כי חברי פרלמנט תת מיקרון יכולים לחדור את מחסום הדם למוח ולגרום נזק מוחי⁹. יש לציין כי עד כה כל תוצאות הסיכון של MP התקבלו ממחקרים שנעשו בבעלי חיים בעוד הסיכון הספציפי לבריאות האדם עדיין לא ידוע.

בשנתיים האחרונות, החששות לגבי האיום של חבר הפרלמנט על בריאות האדם גברו באופן משמעותי עם אישור רמות החשיפה האנושית לחברי פרלמנט. הצטברות של חברי פרלמנט נמצאה במעי הגס האנושי¹⁰, השליה של נשים בהריון¹¹ שרפרף מבוגר¹². קביעה מדויקת של רמות שחרור MP היא חיונית כדי לזהות מקורות חשיפה, להעריך את הסיכון הבריאותי ולהעריך את היעילות של כל אמצעי בקרה פוטנציאליים. בשנים האחרונות, כמה מקרי מבחן דיווחו כי פלסטיק לשימוש יומיומי (כלומר, קומקום פלסטיק¹³ ו כוסות חד פעמיות¹⁴) יכול לשחרר כמויות גבוהות מאוד של חברי פרלמנט. לדוגמה, כוסות נייר חד פעמיות (עם פנים למינציה עם פוליאתילן-PE או סרטי קופולימר), שוחרר כ 250 חברי פרלמנט בגודל מיקרון ו 102 מיליון חלקיקים בגודל תת מיקרון לתוך כל מיליליטר של נוזל בעקבות חשיפה 85-90 °C (70 °F) מים חמים¹⁴. מחקר של פוליפרופילן (PP) מיכלי מזון דיווח כי עד 7.6 מ”ג של חלקיקי פלסטיק משוחרר מהמכל במהלך שימוש יחיד¹⁵. רמות גבוהות עוד יותר נרשמו משקיות תה העשויות מפוליאתילן terephthalate (PET) וניילון, אשר שחררו כ 11.6 מיליארד חברי פרלמנט ו 3.1 מיליארד חברי פרלמנט בגודל ננו לתוך אחת (10 מל) של המשקה¹⁶. בהתחשב בכך שמוצרי פלסטיק אלה לשימוש יומיומי מיועדים להכנת מזון ומשקאות, שחרור כמויות גבוהות של חברי פרלמנט סביר וצריכתם היא איום פוטנציאלי על בריאות האדם.

מחקרים על שחרור MP ממוצרי פלסטיק ביתיים (כלומר, קומקום פלסטיק¹³ ו כוסות חד פעמיות¹⁴) נמצאים בשלב מוקדם, אך צפוי כי נושא זה יקבל תשומת לב גוברת מהחוקרים ומהציבור הרחב. השיטות הנדרשות במחקרים אלה שונות באופן משמעותי מאלה המשמשות במחקרים ימיים או מים מתוקים בטמפרטורת החדר, שבהם פרוטוקולים מבוססים כבר קיימים¹⁷. לעומת זאת, מחקרים העוסקים בשימוש יומיומי במוצרי פלסטיק ביתיים כרוכים בטמפרטורה גבוהה בהרבה (עד 100 מעלות צלזיוס), כאשר במקרים רבים רכיבה חוזרת על אופניים חזרה לטמפרטורת החדר. מחקרים קודמים הצביעו על כך שפלסטיק במגע עם מים חמים יכול לשחרר מיליוני חברי פרלמנט^16,18. בנוסף, השימוש היומיומי במוצרי פלסטיק עשוי לאורך זמן לשנות את המאפיינים של הפלסטיק עצמו. לכן חיוני לפתח פרוטוקול דגימה המחקה במדויק את התרחישים הנפוצים ביותר לשימוש יומיומי. גילוי חלקיקים זעירים הוא אתגר גדול נוסף. מחקרים קודמים הצביעו על כך שחברי הפרלמנט משחררים ממוצרי פלסטיק קטנים מ-20 מיקרומטר^16,19,20. זיהוי של סוגים אלה של חברי פרלמנט דורש שימוש במסנני ממברנה חלקים עם גודל נקבוביות קטן. בנוסף, יש צורך להבחין בין חברי פרלמנט מזהמים אפשריים שנתפסו על ידי המסנן. רגישות גבוהה ספקטרוסקופיה ראמאן משמש לניתוח הרכב כימי, אשר יש את היתרון של הימנעות הצורך כוח לייזר גבוה כי ידוע בקלות להרוס חלקיקים קטנים²⁰. לפיכך, הפרוטוקול חייב לשלב נהלי טיפול ללא זיהום עם שימוש במסנני ממברנה אופטימליים ולשיטת אפיון המאפשרת זיהוי MP מהיר ומדויק.

המחקר דיווח כאן התמקד בקבוק האכלה לתינוק מבוסס PP (BFB), אחד ממוצרי הפלסטיק הנפוצים ביותר בחיי היומיום. נמצא כי מספר גבוה של חברי פרלמנט משוחררים מפלסטיק BFB במהלך הכנת נוסחה¹⁸. למחקר נוסף של שחרור MP מפלסטיק יומי, שיטת ההכנה והזיהוי לדוגמה עבור BFB מפורטת כאן. במהלך הכנת המדגם, תהליך הכנת הנוסחה הסטנדרטי (ניקוי, עיקור וערבוב) שהומלץ על ידי^{21 המלון} היה במעקב קפדני. על ידי עיצוב הפרוטוקולים סביב הנחיות WHO, הבטחנו כי שחרור MP מ BFBs חיקה את תהליך הכנת נוסחת התינוק בשימוש על ידי ההורים. תהליך הסינון נועד לאסוף במדויק את חברי הפרלמנט ששוחררו מ-BFBs. עבור זיהוי כימי של חברי פרלמנט, תנאי העבודה של ספקטרוסקופיה ראמאן היו אופטימיזציה כדי להשיג ספקטרום נקי מזוהה בקלות של חברי פרלמנט, תוך הימנעות האפשרות של שריפת חלקיקי היעד. לבסוף, פותח הליך הבדיקה האופטימלי והכוח החל כדי לאפשר מיפוי טופוגרפיה תלת מימדי מדויק של חברי פרלמנט באמצעות מיקרוסקופיה של כוח אטומי (AFM). הפרוטוקול (איור 1) המפורט כאן מספק שיטה אמינה וחסכונית להכנת דגימת MP וזיהוי, אשר יכולה להועיל באופן משמעותי מחקרים עתידיים של מוצרי פלסטיק.