Un equipo conjunto de la Universidad de Stuttgart en Alemania y la Universidad de Melbourne en Australia ha desarrollado un nuevo método para un análisis directo de pequeñas partículas nanoplásticas en muestras ambientales. Uno requiere solo un microscopio óptico común y una tira de prueba recientemente desarrollada – sión óptica. Los resultados del estudio ahora se han publicado Fotónica de la naturalezaEl
Harald Gisen, profesor jefe del Cuarto Instituto de Física de la Universidad de Stuttgart, explicó “la franja de prueba puede servir como una herramienta de análisis general en la investigación en el medio ambiente y la salud”. “En el futuro cercano, trabajaremos para analizar la densidad nanoplástica directamente en el sitio, pero nuestro nuevo método también se puede usar para probar la sangre o el tejido para las partículas nanoplásticas”.
Los nanoplásticos como un peligro para las personas y el medio ambiente
Los desechos plásticos son uno de los problemas globales centrales e intensos del siglo XXI. No solo contamina el océano, los ríos y las playas, sino que también se identifica en organismos vivos en forma microplástica. Hasta ahora, los científicos ambientales han centrado su atención en residuos de plástico más grandes. Sin embargo, se ha informado durante algún tiempo que puede ser más peligro en el horizonte: partículas nanoplásticas. Estas pequeñas partículas se hacen rompiendo la ruptura de partículas de plástico mucho más pequeñas y más grandes que el cabello humano. No se ven con un ojo vacío. Estas partículas en el rango submicrómetro pueden superar fácilmente las barreras orgánicas como una barrera para la piel o el cerebro sanguíneo.
Los cambios en el color hacen que las partículas pequeñas sean visibles
Debido al tamaño de partículas pequeñas, su detección crea un desafío especial. Como resultado, nuestra comprensión de cómo las partículas afectan el organismo no solo son brechas, sino que también carecen de un enfoque de detección rápido y confiable. En colaboración con un grupo de investigación en Melbourne, Australia, los investigadores de la Universidad de Stuttgart ahora han desarrollado un método elegante que puede detectar estas pequeñas partículas a un precio rápido y asequible. Los cambios en el color en una tira de prueba especial hacen que los nanoplásticos sean visibles en un microscopio óptico y permiten a los investigadores calcular el número de partículas y determinar su tamaño. “Al comparar la exploración de microscopía electrónica con los métodos tradicionales y ampliamente utilizados, el nuevo método es menos costoso, no requiere la gestión del personal capacitado y reduce el tiempo requerido para un análisis detallado”, el jefe del 4to Instituto de Física. Mario Hintsel explicó.
Sion óptico en lugar de un costoso microscopio electrónico
El “tamiz óptico” utiliza efectos de resonancia en pequeños agujeros para hacer que las partículas nanoplásticas sean visibles. El Grupo de Investigación de la Universidad de Stuttgart de Stuttgart publicó por primera vez un estudio sobre los efectos ópticos en estos agujeros nacionales en 2023. El proceso se basa en baja presión en miniatura, conocida como Voids Mie, al borde de un sustrato semiconductor. Dependiendo de su diámetro y profundidad, los agujeros interactúan con la luz del evento. Es el resultado de una reflexión de color brillante que se puede ver en un microscopio óptico. Si una partícula cae en una sangría, su color cambia significativamente. Entonces, si una partícula está presente en cero puede adivinar por el color cambiante.
“La tira de prueba actúa como una tiza clásica”, Dominic Ludser, el primer autor de “PhD Student y” Nature Photonics “. Esto es para determinar si nuestros vehículos están vacíos “”
Se puede determinar la entrega de partículas, el tamaño y el tamaño
Los nuevos métodos de identificación utilizados pueden hacer más. Si el vástago se proporciona a los vacíos de diferentes tamaños, cada orificio recolectará solo una partícula en un tamaño adecuado. “Si una partícula es demasiado grande, no encaja con cero y solo se alejará durante el proceso de limpieza”, dijo el ludeser. “Si una partícula es demasiado pequeña, se cumplirá con el pozo y se lavará mientras se limpia”. De esta manera, las tiras de prueba se pueden adaptar para que el tamaño de cada orificio individual y el número de partículas puedan determinarse a partir del color reflejado.
Se han probado las muestras ambientales sintéticas
Para medirlos, los investigadores usaron partículas redondas de diferente diámetro. Están disponibles en soluciones individuales con nano particéticos específicos. Dado que las muestras originales aún no se han encontrado en el cuerpo de agua con la familiar densidad nano parcial, el equipo ha hecho una muestra adecuada. Los investigadores utilizaron una muestra de agua de un lago que contiene una mezcla de arena y otros ingredientes orgánicos y agrega partículas redondas a una cantidad familiar. La concentración de partículas de plástico fue de 150 µg/ml. La distribución de número y tamaño de las partículas nanoplásticas también se determinó para esta muestra utilizando “tamiz óptico”.
Se puede usar como la tira de prueba
“A la larga, la conducción óptica se utilizará como un análisis general para el medio ambiente y la investigación de la salud. La tecnología puede servir como una franja de prueba móvil que proporcionará información directa sobre contenido nanoplástico en el sitio”, explicó Hintsel. El equipo ahora está planeando la prueba con partículas nanoplásticas que no son redondas. Los investigadores también planean investigar si el proceso puede usarse para distinguir entre diferentes partículas de plástico. Están especialmente interesados en cooperar con grupos de investigación que tienen habilidades específicas para procesar las muestras reales del cuerpo de agua.
