Nanoplastics detecteren in lichaamsvloeistoffen: nieuwe methode combineert optoFluïdische kracht en Raman -spectroscopie

Microplastics en veel kleinere nanoplastics komen op verschillende manieren in het menselijk lichaam, bijvoorbeeld door voedsel of de lucht die we inademen. Een groot deel wordt uitgescheiden, maar een bepaalde hoeveelheid blijft in organen, bloed en andere lichaamsvloeistoffen.

In het FFG Bridge-project Nano-Vision, dat twee jaar geleden werd gelanceerd, samen met de start-up Brave Analytics, een team onder leiding van Harald Fitzek van het Institute of Electron Microscopy en NanoAnalysis aan de Graz University of Technology (TU GRAZ) en een oogarts van Graz die de vraag afspeelde of Nanoplastics ook een rol speelt in OPHTHALMOLOGIE.

De projectpartners hebben nu een methode kunnen ontwikkelen voor het detecteren en kwantificeren van nanoplastics in transparante lichaamsvloeistoffen en het bepalen van hun chemische samenstelling. Het onderzoek is gepubliceerd in het dagboek Analytische chemie.

Als een voorbeeldige toepassing van de methode onderzoekt het onderzoeksteam of intraoculaire lenzen nanoplastics vrijgeven. Dergelijke studies zijn tot nu toe niet geweest en de eerste resultaten zijn al aan een wetenschappelijk tijdschrift ingediend.

Verspreid laserlicht onthult concentratie en samenstelling

Micro- en nanoplastics worden in twee stappen gedetecteerd. Het sensorplatform ontwikkeld door Brave Analytics trekt de te analyseren vloeistof in en pompt deze door een glazen buis. Daar wordt een zwak gerichte laser door de vloeistof in of tegen de stroomrichting geschenen. Als het licht de deeltjes raakt, versnelt of vertraagt ​​de laserpuls deze – larger -deeltjes sterker dan kleinere.

Door de verschillende snelheidswaarden kunnen conclusies worden getrokken over de grootte van de deeltjes en hun concentratie in de vloeistof. Deze methode, de inductie van Optofluïdische kracht genoemd, werd ontwikkeld door Christian Hill van Brave Analytics aan de Medical University of Graz.

Wat nieuw is, is de combinatie van optofluïdische krachtinductie met Raman -spectroscopie. Nu wordt het spectrum van het laserlicht verspreid door individuele deeltjes in de vloeistof ook geanalyseerd.

Een klein deel van het licht, de zogenaamde Raman-verstrooiing, heeft een andere frequentie voor de laser zelf en maakt dus conclusies te trekken over de samenstelling van de deeltjes.

“Afhankelijk van het materiaal van de gerichte deeltjes, zijn de frequentiewaarden in elk geval enigszins verschillend en onthullen dus de exacte chemische samenstelling”, zegt Raman Spectroscopy Expert Fitzek. “Dit werkt bijzonder goed bij organische materialen en kunststoffen.”

Intraoculaire lenzen: tests op de mogelijke aanwezigheid van nanodeeltjes

Het Instituut voor elektronenmicroscopie en nanoanalyse voert momenteel verder onderzoek uit naar de mate waarin intraoculaire lenzen spontaan nanoplastics opleveren, na mechanische stress of wanneer ze worden blootgesteld aan laserergie. De bevindingen van deze tests zijn uiterst belangrijk voor oogheelkunde en fabrikanten van lens en zullen worden gepubliceerd in een wetenschappelijk tijdschrift.

“Onze methode voor het detecteren van micro- en nanoplastics kan worden toegepast om lichaamsvloeistoffen zoals urine, traanvloeistof of bloedplasma te duiden”, zegt Fitzek. “Het is echter ook geschikt voor de continue monitoring van vloeibare stromen in de industrie, evenals drinken en afvalwater.”