Kleine chip sorteert en telt nanoplastics voor verbeterde vervuilingsmonitoring
Detectie van nanoplastics met behulp van de optische zeef
Een innovatieve methode die goedkoop, draagbaar en krachtig is in het detecteren van schadelijke nanoplastics, is ontwikkeld door een internationaal consortium van onderzoekers. Deze doorbraak heeft verstrekkende implicaties voor de wereldgezondheid en milieuwetenschap.
Hoewel de gevaren van microplastics algemeen erkend worden, zijn kleinere nanoplastics nog insidieuzer. Ze dringen door in voedsel, water en zelfs menselijke organen, wat hun detectie moeilijk en kostbaar maakt. In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Nature Photonics, hebben onderzoekers van de Universiteit van Melbourne en de Universiteit van Stuttgart in Duitsland een nieuw “optische zeef” ontwikkeld om kosteneffectief nanoplastics te detecteren, classificeren en tellen in echte omgevingen.
Dr. Lukas Wesemann, die de Australische tak van het onderzoek aan de Universiteit van Melbourne leidde, zei dat de innovatie in staat is om de omvang van de nanoplasticsvervuiling bloot te leggen die eeuwenlang kan aanhouden. Dit biedt hoop voor schaalbare monitoring van deze wereldwijde milieu- en gezondheidscrisis.
“Tot nu toe was het detecteren en meten van plastic deeltjes met diameters onder een micrometer—één miljoenste van een meter—afhankelijk van kostbare apparatuur zoals scanning elektronenmicroscopen. Dit maakte het bijna onmogelijk buiten geavanceerde laboratoria, waardoor we blind zijn voor hun ware impact,” aldus Dr. Wesemann.
“Onze nieuwe optische zeef is een array van kleine holtes van verschillende groottes in een galliumarsenide microchip.”
Wanneer een vloeistof die nanoplastics bevat over de zeef wordt gegoten, wordt elk plastic deeltje gevangen in een holte van de juiste grootte, waardoor ze in categorieën worden gesorteerd tot een diameter van 200 nanometer.
“Cruciaal is dat het slechts een optische microscoop en een eenvoudige camera vereist om de verschillende kleurveranderingen in het licht dat van de zeef weerkaatst, waar te nemen. Dit stelt ons in staat om de gesorteerde deeltjes te detecteren en te tellen,” voegde Dr. Wesemann toe.
Associate Professor Brad Clarke van de Universiteit van Melbourne en co-auteur van de studie, zei dat deze uitvinding het monitoren van vervuiling veel betaalbaarder, toegankelijker en mobieler kan maken.
“Het begrijpen van de aantallen en de grootteverdeling van nanoplastics is cruciaal om hun impact op de wereldgezondheid en aquatische en bodemecosystemen te beoordelen,” zei hij.
“In tegenstelling tot microplastics kunnen kleinere nanoplastics biologische barrières oversteken—waaronder de bloed-hersenbarrière—en zich ophopen in lichaamsweefsels, wat ernstige gezondheidszorgen met zich meebrengt vanwege toxische blootstelling.”
De onderzoekers hebben de techniek gevalideerd met behulp van meerwater gemengd met nanoplastics, en toekomstige tests kunnen mogelijk het identificeren van nanoplastics in bloedmonsters omvatten.
“In tegenstelling tot bestaande methoden zoals dynamische lichtverstrooiing, vereist onze nieuwe methode geen scheiding van de plastics van biologisch materiaal,” zei Dr. Wesemann.
De onderzoekers onderzoeken de mogelijkheden om de innovatie om te zetten in een commercieel beschikbare oplossing voor milieutests. Het team bestond uit wetenschappers van het Australian Research Council Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems en het Australian Laboratory for Emerging Contaminants in de School of Chemistry.
