Qualitative und quantitative Analyse von Mikroplastik im Hühnerfutter basierend auf einem tragbaren Nahinfrarotspektrometer

Yi-nuo IU ,  

Zheng-ting HUO ,  

YANG Ren-jie ,  

DONG Gui-mei ,  

YU Ya-ping ,  

LI Liu-an ,  

摘要

Ein tragbares Nahinfrarotspektrometer (NIR) wurde verwendet, um qualitative und quantitative Analysen an mit Mikroplastik (MPs) kontaminierten Hühnerfutterproben durchzuführen. Insgesamt wurden 244 Hühnerfutterproben hergestellt, darunter 61 Proben ohne MPs-Kontamination und 183 Proben, die mit Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) und Polyethylenterephthalat (PET) kontaminiert waren (Massenanteile von 0,01 % bis 0,8 %). Basierend auf den mit dem portablen Nahinfrarotspektrometer (Wellenlängenbereich 900–1700 nm) aufgenommenen NIR-Spektren aller Proben wurde ein Drittel der Proben zufällig als Vorhersage-Set ausgewählt, die restlichen zwei Drittel dienten als Kalibrierungs-Set, und es wurde mit der partiellen kleinsten Quadratmethode ein mathematisches Modell zur qualitativen und quantitativen Analyse von MPs im Hühnerfutter erstellt. Für das qualitative Modell: Das mit multipler Streuverarbeitung erstellte Modell zeigte die beste Leistung mit Klassifikationsgenauigkeiten von 99,38 % bzw. 100 % für das Kalibrierungs- und Vorhersage-Set; für das quantitative partielle kleinste Quadrate Regression (PLSR)-Modell: Der genetische Algorithmus (GA) zeigte deutliche Vorteile bei der Wellenauswahl zur Verbesserung der Vorhersageleistung des quantitativen Modells für MPs, mit Vorhersage-Korrelationskoeffizienten (R_p) aller drei MPs über 0,8737 und Restvorhersageabweichungsverhältnissen (RPD) über 2,7090. Die Ergebnisse zeigen, dass die qualitative und quantitative Analyse von MPs im Hühnerfutter basierend auf einem tragbaren Nahinfrarotspektrometer möglich ist. Diese Studie bietet eine kostengünstige und schnelle Methode zur Erkennung von MPs im Futter.

关键词

tragbares Nahinfrarotspektrometer; Mikroplastik (MPs); Hühnerfutter; Chemometrie; qualitative und quantitative Analyse

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