To observe and quantify microplastics (MPs) in an aqueous environment, separation of MPs from water (e.g., filtration), drying, and staining them with a fluorescent dye by using a solvent is a common procedure. In this study, the tedious procedures were tried to be avoided, through selectively and in situ fluorescence staining of MPs in water by the combination of a dye and a surfactant. A non-polar fluorescent dye such as Nile red was adsorbed to MPs in the presence of Tergitol MIN FOAM 1x and penetrated the polymer matrix by thermal treatment, exhibiting stable fluorescence behavior. The effect of different staining parameters, including temperature, time, dye/surfactant ratio, dye/MP ratio, and MP concentration, were investigated to find better staining conditions. Fluorescence quenching of non-adsorbed dyes in aqueous solution was successfully achieved by the addition of aniline, which allowed selective fluorescence staining of MPs in water possibly for rapid detection and monitoring of MPs.

본 연구에서는 염료와 계면활성제의 조합을 통해 미세플라스틱(microplastic, MP)을 수계 내에서 바로 선택적으로 형광 염색하는 방법을 도출하고자 하였다. 계면활성제의 존재 하에서 Nile red로 대표되는 비극성 형광 염료는 MP에 흡착되고 열처리에 의하여 고분자 매트릭스에 침투되어, MP의 안정적인 형광 거동을 제공하였다. 온도, 시간, 염료/계면활성제 비율, 염료/MP 비율, 그리고 MP 농도를 포함한 다양한 염색 변수의 영향을 조사하여 보다 바람직한 염색 조건을 찾고자 하였다. 또한, 아닐린의 투입에 의하여 수용액 내 비흡착 염료에 대한 형광 소광이 가능하였으며, 이를 통하여 MP의 수계 내 선택적 형광 염색을 성공적으로 달성하였다. 이 방법을 통하여, MP의 물로부터의 분리/여과 등 통상적인 절차를 생략하고, MP의 신속한 검출 및 모니터링을 위한 형광 염색이 가능해질 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords: microplastics, staining, Nile red, surfactant, quenching.