Hoeveel microplastic drink jij? Nieuwe tool kan je binnen enkele minuten vertellen

Micro- en nanoplastics zitten in ons voedsel, water en de lucht die we inademen. Ze duiken op in ons lichaam, van testikels tot hersenweefsel. Nu hebben onderzoekers van de University of British Columbia een goedkope, draagbare tool ontwikkeld om nauwkeurig te meten hoeveel plastic er vrijkomt uit alledaagse bronnen zoals wegwerpbekers en waterflessen.

Het apparaat, gekoppeld aan een app, gebruikt fluorescerende labels om plastic deeltjes te detecteren die variëren van 50 nanometer tot 10 micron groot. Dat is te klein om met het blote oog te zien. De resultaten zijn binnen enkele minuten beschikbaar.

De methode en bevindingen worden gedetailleerd beschreven in ACS-sensoren.

“De afbraak van grotere stukken plastic in microplastics en nanoplastics vormt een grote bedreiging voor voedselsystemen, ecosystemen en de gezondheid van de mens”, aldus Dr. Tianxi Yang, universitair docent aan de faculteit land- en voedselsystemen, die de tool ontwikkelde. “Deze nieuwe techniek maakt snelle, goedkope detectie van deze plastics mogelijk, wat kan helpen onze gezondheid en ecosystemen te beschermen.”

Nano- en microplastics zijn bijproducten van afbrekende plastic materialen zoals lunchboxen, bekers en bestek. Als zeer kleine deeltjes met een groot oppervlak zijn nanoplastics bijzonder zorgwekkend voor de menselijke gezondheid vanwege hun toegenomen vermogen om toxines te absorberen en biologische barrières in het menselijk lichaam te penetreren.

Het detecteren van deze plastics vereist doorgaans bekwaam personeel en dure apparatuur. Dr. Yang’s team wilde detectie sneller, toegankelijker en betrouwbaarder maken.

Ze creëerden een kleine, biologisch afbreekbare, 3D-geprinte doos met daarin een draadloze digitale microscoop, groen LED-licht en een excitatiefilter. Om de kunststoffen te meten, pasten ze MATLAB-software aan met machine-learning-algoritmen en combineerden deze met software voor het vastleggen van afbeeldingen.

Het resultaat is een draagbare tool die werkt met een smartphone of ander mobiel apparaat om het aantal plastic deeltjes in een monster te onthullen. De tool heeft slechts een klein vloeistofmonster nodig – minder dan een druppel water – en laat de plastic deeltjes gloeien onder het groene LED-licht in de microscoop om ze te visualiseren en te meten. De resultaten zijn gemakkelijk te begrijpen, of het nu gaat om een ​​technicus in een laboratorium voor voedselverwerking of gewoon iemand die nieuwsgierig is naar zijn kopje koffie in de ochtend.

Voor de studie testte het team van Dr. Yang wegwerpbekers van polystyreen. Ze vulden de bekers met 50 ml gedestilleerd, kokend water en lieten het 30 minuten afkoelen. De resultaten lieten zien dat de bekers honderden miljoenen nano-formaat plasticdeeltjes vrijgaven, ongeveer een honderdste van de breedte van een mensenhaar en kleiner.

“Zodra de microscoop in de doos het fluorescerende beeld vastlegt, vergelijkt de app het pixelgebied van het beeld met het aantal plastics,” zei co-auteur Haoming (Peter) Yang, een masterstudent aan de faculteit land- en voedselsystemen. “De uitlezing laat zien of er plastics aanwezig zijn en hoeveel. Elke test kost slechts 1,5 cent.”

De tool is momenteel gekalibreerd om polystyreen te meten, maar het machine-learningalgoritme kan worden aangepast om verschillende soorten plastic te meten, zoals polyethyleen of polypropyleen. Vervolgens willen de onderzoekers het apparaat commercialiseren om plasticdeeltjes te analyseren voor andere toepassingen in de echte wereld.

Er wordt nog steeds onderzoek gedaan naar de langetermijngevolgen van het binnenkrijgen van plastic via dranken, voedsel en zelfs via zwevende plasticdeeltjes, maar er is reden tot bezorgdheid.

“Om de inname van plastic te verminderen, is het belangrijk om te overwegen om op aardolie gebaseerde plastic producten te vermijden door te kiezen voor alternatieven zoals glas of roestvrij staal voor voedselcontainers. De ontwikkeling van biologisch afbreekbare verpakkingsmaterialen is ook belangrijk om traditioneel plastic te vervangen en naar een duurzamere wereld te bewegen,” aldus Dr. Yang.