{"id":14526,"date":"2026-04-28T14:19:33","date_gmt":"2026-04-28T14:19:33","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/clementina-vitali\/"},"modified":"2026-04-28T14:19:51","modified_gmt":"2026-04-28T14:19:51","slug":"clementina-vitali","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/clementina-vitali\/","title":{"rendered":"Clementina Vitali"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":7,"featured_media":14527,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-14526","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"With a Grain of Plastic","samenvatting":"De groeiende wetenschappelijke en reglementaire aandacht voor microplastics (MP's) en nanoplastics (NP's) als opkomende voedselverontreinigingen heeft geleid tot diverse grote analytische uitdagingen. Deze worden grotendeels gedreven door de verschuiving van de analyse van kleine, opgeloste moleculen naar de karakterisering van vaste, heterogene en polydisperse deeltjes. Een volledige karakterisering van MP's en NP's vereist methoden die in staat zijn om het aantal deeltjes, de grootte- en vormverdeling en de chemische samenstelling te bepalen. De huidige benaderingen blijven echter onvoldoende betrouwbaar en worden beperkt door een gebrek aan gevoeligheid op nanoschaal. Dit proefschrift behandelt de ge\u00efdentificeerde uitdagingen door stapsgewijs een multimodale analytische aanpak te ontwikkelen voor de detectie en karakterisering van MP's en NP's.\n\nHoofdstuk 1 introduceert de analytische en beleidsmatige context van dit werk, schetst de beschikbaarheid van gegevens over het voorkomen van MP's en NP's in de voedselketen en benadrukt de noodzaak van betrouwbare blootstellingsgegevens voor risicobeoordeling. Het hoofdstuk presenteert ook methodevalidatie als een essentieel fundament voor het beoordelen van analytische prestaties en beschrijft de instrumentele technieken die aan de basis liggen van de workflows die in de experimentele hoofdstukken zijn ontwikkeld.\n\nHoofdstukken 2 en 3 bieden een overzicht van de gegevens over het voorkomen en de analytische methodologie\u00ebn. Deze kritische beoordeling onthult verschillende belangrijke tekortkomingen in het veld: (i) het gebrek aan geharmoniseerde prestatiecriteria en kaders voor kwaliteitsborging of -controle; (ii) de afwezigheid van gevalideerde, high-throughput workflows die geschikt zijn voor grootschalige monitoring van MP's; (iii) de onvoldoende gevoeligheid van bestaande technieken voor de karakterisering van NP's op het niveau van individuele deeltjes; en (iv) de methodologische moeilijkheden die gepaard gaan met het schaarse aanbod van representatieve referentiematerialen, mede door een beperkt begrip van de oppervlaktechemie van door het milieu verouderde deeltjes. Deze overwegingen vormen de motivatie voor de multimodale analytische strategie\u00ebn die in de hoofdstukken 4-6 worden gepresenteerd.\n\nHoofdstuk 4 beschrijft de ontwikkeling van een high-throughput, volledig geautomatiseerde, op fluorescentie gebaseerde workflow voor de kwantificering van MP's in gebotteld water. De methode is ontworpen rond technieken die toegankelijk zijn voor reguliere laboratoria voor voedselveiligheid en integreert Nile Red-kleuring met fluorescentiemicroscopie en op machine learning gebaseerde beeldanalyse. Klassieke analytische validatieconcepten worden vertaald naar deeltjesbeeldvorming, waarmee wordt aangetoond hoe conventionele prestatiecriteria zinvol kunnen worden toegepast op de analyse van MP's. De workflow vertoont een bevredigende gevoeligheid, nauwkeurigheid en precisie, en voldoet aan de wettelijke prestatie-eisen.\n\nHoofdstuk 5 breidt deze aanpak uit naar polymeeridentificatie door de workflow aan te vullen met een chemische identificatiestap, uitgevoerd via 'single-particle atmospheric solids analysis probe' massaspectrometrie. Deze multimodale combinatie maakt de gelijktijdige bepaling van het aantal MP's, de grootte- en vormverdeling en de chemische identiteit mogelijk, wat een uitgebreide karakterisering van MP's in echte monsters van gebotteld water oplevert.\n\nHoofdstuk 6 verlegt de analytische grens naar de nanoschaal en pakt de beperkte gevoeligheid van bestaande methoden voor deeltjes kleiner dan 500 nm aan. Er wordt een workflow ge\u00efntroduceerd die ruimtelijk beperkte hyperconcentratie, fluorescentie-gestuurde lokalisatie en infrarood nanospectroscopie combineert, wat de karakterisering van NP-morfologie, chemische samenstelling en oppervlaktechemie mogelijk maakt. Door gebruik te maken van nanopolarimetrie onthult de studie gelokaliseerde oxidatie- en verweringspatronen in NP's die uit echt gebotteld water zijn teruggewonnen, wat experimentele inzichten biedt in oppervlaktemodificatie. Deze bevindingen dragen bij aan het defini\u00ebren van de fysico-chemische parameters die milieurealistische referentiematerialen moeten reproduceren, terwijl de workflow zelf een methodologische basis legt voor toekomstige studies naar oppervlaktemodificaties van MP's en NP's.\n\nHoofdstuk 7 vat de huidige stand van de wetenschap in de analyse van MP's en NP's samen en contextualiseert de methodologische vooruitgang die in dit proefschrift is geboekt, waarbij sterke punten en beperkingen worden onderzocht en de resterende analytische uitdagingen worden geschetst.\n\nSamenvattend toont dit proefschrift aan dat een rigoureuze, multidimensionale analyse van MP's en NP's haalbaar is door middel van ge\u00efntegreerde, multimodale benaderingen. Door klassieke validatieprincipes uit te breiden naar beeldvorming van deeltjes, high-throughput en gevoelige workflows te ontwikkelen en chemische karakterisering op nanoschaal te bevorderen, draagt het onderzoek in dit werk bij aan de essenti\u00eble methodologische fundamenten voor het verkrijgen van robuuste en betrouwbare gegevens, geschikt voor wetenschappelijk onderbouwde regelgevende besluitvorming.","summary":"The growing scientific and regulatory attention toward microplastics (MPs) and nanoplastics (NPs) as emerging food contaminants has exposed several major analytical challenges, driven in large part by the shift from the analysis of small, dissolved molecules to the characterisation of solid, heterogeneous, and polydisperse particles. A comprehensive characterisation of MPs and NPs requires methods capable of yielding particle number, size and shape distributions, and chemical composition. Yet current approaches remain insufficiently reliable and constrained by limited sensitivity at the nanoscale. This thesis addresses the identified challenges by progressively developing a multimodal analytical approach for the detection and characterization of MPs and NPs.\n\nChapter 1 introduces the analytical and regulatory context prompting this work, outlines the availability of occurrence data describing MPs and NPs contamination along the food chain, and emphasises the need for reliable exposure data to support food safety risk assessment. The chapter also presents method validation as a critical foundation for assessing analytical performance and describes the instrumental techniques at the basis of the workflows developed in the experimental chapters.\n\nChapters 2 and 3 provide a review of occurrence data and analytical methodologies. This critical assessment reveals several key gaps in the field: (i) the lack of harmonized performance criteria as well as quality assurance or quality control frameworks; (ii) the absence of validated, high-throughput workflows suitable for large-scale MP monitoring; (iii) the insufficient sensitivity of existing techniques for single-particle NP characterization; (iv) and the methodological difficulties associated with the scarcity of representative reference materials, partially due to limited understanding of the surface chemistry of environmentally aged particles. These considerations motivate the multimodal analytical strategies advanced in Chapters 4\u20136.\n\nChapter 4 describes the development of a high-throughput, fully automated fluorescence-based workflow for MP quantification in bottled water. Designed around techniques accessible to routine food-safety laboratories, the method integrates Nile Red staining with fluorescence microscopy and machine learning\u2013based image analysis. Classical analytical validation concepts are translated to particle imaging, demonstrating how conventional performance criteria can be meaningfully applied to MP analysis. The workflow exhibits satisfactory sensitivity, accuracy, and precision, and meets regulatory performance requirements.\n\nChapter 5 extends this approach to polymer identification by completing the workflow with a chemical identification step performed via single-particle atmospheric solids analysis probe mass spectrometry. This multimodal combination enables the simultaneous determination of MP count, size and shape distribution, and chemical identity, providing a comprehensive characterization of MPs in real bottled-water samples.\n\nChapter 6 advances the analytical frontier to the nanoscale, addressing the limited sensitivity of existing methods for particles below 500 nm. A workflow combining spatially confined hyper-concentration, fluorescence-guided localization, and infrared nanospectroscopy is introduced, enabling the characterization of NP morphology, chemical composition, and surface chemistry. By leveraging nano-polarimetry, the study reveals localized oxidation and weathering patterns in NPs recovered from real bottled water, offering experimental insights into surface modification. These findings contribute to define the physicochemical parameters that environmentally realistic reference materials must reproduce, while the workflow itself provides a methodological foundation for future studies investigating MP and NP surface modifications.\n\nChapter 7 synthesises the state of the science in MP and NP analysis and contextualises the methodological advances developed in this thesis, examining their strengths and limitations and outlining the remaining analytical challenges.\n\nIn summary, this thesis demonstrates that rigorous, multidimensional analysis of MPs and NPs is achievable by integrated, multimodal approaches. By extending classical validation principles to particle-based imaging, developing high-throughput and sensitive workflows, and advancing nanoscale chemical characterization, the research presented in this work contributes essential methodological foundations for the acquisition of robust and reliable data, suitable for science-based regulatory decision-making.","auteur":"Clementina Vitali","auteur_slug":"clementina-vitali","publicatiedatum":"8 mei 2026","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/clementinavitali?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/95635797-69b2-4874-88a3-5a80a2c4fa73\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"18899","isbn":"","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Wageningen University","afbeeldingen":14528,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Wageningen University","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14526","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=14526"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14526\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":14529,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14526\/revisions\/14529"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/14527"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=14526"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=14526"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}