【微光譜應(yīng)用】基于光譜學(xué)方法處理醫(yī)療廢棄物

本文轉(zhuǎn)自 蔚海光學(xué)

隨著人們對(duì) yi 療 廢棄物危害意識(shí)的越來(lái)越強(qiáng)，研究人員正研究一種新的處理 yi 療 廢物的方法，該方法通過降解可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響的化合物來(lái)處理 yi 療 廢物。

纈沙坦是一種用于 zhi 療 高血壓和心力衰竭的 yao 物，通常不會(huì)被患者 wan 全代謝。在這個(gè)應(yīng)用案例中，lai自yin度的研究人員使用光譜學(xué)技術(shù)測(cè)試表征基于等離子體的降解技術(shù)在纈沙坦分解過程中的效率。

▎實(shí)驗(yàn)原理及配置

實(shí)驗(yàn)主要探究在不同條件下使用非平衡大氣壓等離子體射流（NEAPP）降解纈沙坦的效率，包括在單獨(dú)等離子體射流、等離子體射流與ZnO納米顆粒組合以及各種環(huán)境（空氣、O2和?H2O2），固定等離子在固定等離子體工作電位和處理時(shí)。

采用光學(xué)發(fā)射光譜（OES）表征各種活性物質(zhì)在降解過程中的分布和發(fā)射強(qiáng)度，采用光譜法監(jiān)測(cè)等離子體射流處理纈沙坦在不同條件下的降解效率。

NEAPP反應(yīng)器

通過HR4000CG-UV-NIR高分辨率光譜儀檢測(cè)纈沙坦降解過程等離子體射流中活性物質(zhì)的信息。使用QP400-2-SR-BX光纖收集光信號(hào)并連接到74-UV準(zhǔn)直鏡以限制收光角，提高收光效率和光譜儀的空間分辨率。通過OceanView軟件獲取光譜并記錄分析。

▎數(shù)據(jù)及分析

圖1.等離子體射流在不同環(huán)境下的發(fā)射光譜。

在空氣、O2和H2O2等不同環(huán)境條件下，氬等離子體對(duì)纈沙坦水溶液進(jìn)行降解，觀察到降解過程中當(dāng)氬等離子體與ZnO納米顆粒結(jié)合時(shí)，OES光譜顯示出各種新光譜線，形成原因可能是由于等離子體與ZnO的相互作用在纈沙坦的降解過程中激發(fā)Zn，在降解過程中起重要的催化作用并刺激氧化反應(yīng)。

此外，與在不同條件下進(jìn)行的降解過程相比，OH·、O和N2-SPS引起的譜線強(qiáng)度顯著增加，因?yàn)榕c其他處理?xiàng)l件相比，形成了更高濃度的活性物質(zhì)。

圖2.(a)等離子體處理的纈沙坦 yao 物 的紫外-可見光譜和 (b)在不同環(huán)境條件條件下的降解率。

圖2為對(duì)應(yīng)于未處理的纈沙坦水溶液，不同環(huán)境降解的纈沙坦水溶液的紫外-可見吸收光譜及降解率。纈沙坦水溶液在260nm處表現(xiàn)出主要的吸收特征峰，單獨(dú)進(jìn)行等離子體處理后，發(fā)現(xiàn)吸收峰強(qiáng)度顯著降低。

在不同環(huán)境下進(jìn)行等離子降解后吸收峰強(qiáng)度按P>P+Air>P+O2>P+H2O2的順序降低，表明纈沙坦水溶液的降解率增加。上述變化可能與纈沙坦分子的氧化降解有關(guān)。

zui 后，與其他處理?xiàng)l件相比，等離子體處理與 ZnO相結(jié)合，獲得了較低強(qiáng)度的吸收峰，zui 大 降解百分比為49%，這主要是由于在該協(xié)同過程中形成了較高濃度的各種活性物質(zhì)。

▎實(shí)驗(yàn)結(jié)論

相比于單獨(dú)的等離子體、空氣、O2和H2O2等不同環(huán)境條件，光譜分析證實(shí)等離子體與ZnO形成了更高濃度的活性物質(zhì)，含有ZnO納米顆粒的纈沙坦水溶液表現(xiàn)出更高的降解率。

zui后 得出結(jié)論，相比于其他處理?xiàng)l件，等離子體與催化劑組合的處理?xiàng)l件對(duì)纈沙坦降解表現(xiàn)出顯著功效。

▎參考文獻(xiàn)

1. Raji, A., Pandiyaraj, K. Navaneetha, Vasu, D., Ramkumar, M.C., Deshmukh, R.R., and Kandavelu, V. Non-equilibrium atmospheric pressure plasma assisted degradation of the pharmaceutical drug valsartan: influence of catalyst and degradation environment, RSC Advances, Issue 59, 29 Sep 2020.

結(jié)語(yǔ)

2018年，僅抗高血壓 yao 物（包括纈沙坦）的市場(chǎng)估計(jì)為250億美元。此外，在佛羅里達(dá) guo 際 大學(xué) zui 近 進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，在三年內(nèi)發(fā)現(xiàn)了93個(gè)骨魚樣品中近60種不同 yao 物 的證據(jù)2。處理來(lái)自其他 yao 物 的有害化合物進(jìn)入環(huán)境的潛在影響將需要制造商、yi 療 bao 健 行業(yè)、政府機(jī)構(gòu)和公眾之間的合作。這項(xiàng)工作使用模塊化光譜儀等簡(jiǎn)單、強(qiáng)大和靈活的工具，幫助研究人員、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和行業(yè)工程師快速評(píng)估不同處理 yao 物 廢物的效果。

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