GoodFood – Микро- и нанопластики содержатся в нашей пище, воде и воздухе, которым мы дышим. Они присутствуют в нашем организме, от яичек до мозга.
Ученые Университета Британской Колумбии разработали недорогой портативный инструмент для точного измерения количества пластика, выделяемого из повседневных источников, таких как одноразовые стаканчики и бутылки с водой.
Устройство в сочетании с приложением использует флуоресцентную маркировку для обнаружения пластиковых частиц размером от 50 нанометров до 10 микрон – слишком маленьких, чтобы их можно было обнаружить невооруженным глазом – и выдает результаты за считанные минуты.
Разделение более крупных кусков пластика на микропластики и нанопластики представляет серьезную угрозу для продовольственных систем, экосистем и здоровья человека. Этот новый метод позволяет быстро и недорого обнаруживать эти пластмассы, что может помочь защитить наше здоровье и экосистемы, говорят авторы исследования.
Нано- и микропластики являются побочными продуктами разложения пластиковых материалов, таких как коробки для завтрака, чашки и кухонная утварь. Нанопластики, как очень мелкие частицы с большой площадью поверхности, представляют особую опасность для здоровья человека из-за их повышенной способности поглощать токсины и проникать через биологические барьеры в организме человека.
Обнаружение таких пластиков, как правило, требует квалифицированного персонала и дорогостоящего оборудования. Команда доктора Янга хотела сделать обнаружение более быстрым, доступным и надежным.
Они создали небольшую, биоразлагаемую коробку, напечатанную на 3D-принтере, содержащую беспроводной цифровой микроскоп, зеленый светодиод и фильтр возбуждения. Для измерения пластмасс они адаптировали программное обеспечение MATLAB с алгоритмами машинного обучения и объединили его с программным обеспечением для захвата изображений.
В результате получается портативный инструмент, который работает со смартфоном или другим мобильным устройством для определения количества пластиковых частиц в образце. Инструменту требуется всего лишь крошечный образец жидкости – меньше капли воды – и он заставляет частицы пластика светиться под зеленым светодиодом в микроскопе для их визуализации и измерения. Результаты легко доступны для понимания как специалисту в лаборатории пищевой промышленности, так и просто человеку, интересующемуся своей утренней чашкой кофе.
Для проведения исследования команда доктора Янга протестировала одноразовые стаканчики из полистирола. Они наполнили стаканчики 50 мл дистиллированной кипящей воды и дали ей остыть в течение 30 минут. Результаты показали, что из чашек выделялись сотни миллионов наноразмерных пластиковых частиц, примерно в одну сотую толщины человеческого волоса и меньше.
Как только микроскоп в коробке получает флуоресцентное изображение, приложение сопоставляет площадь пикселя изображения с количеством пластиков. Индикатор показывает, присутствует ли пластик и в каком количестве. Стоимость каждого теста составляет всего 1,5 цента.
В настоящее время прибор откалиброван для измерения полистирола, но алгоритм машинного обучения может быть доработан для измерения различных типов пластмасс, таких как полиэтилен или полипропилен. Далее исследователи намерены коммерциализировать устройство для анализа пластиковых частиц для других реальных применений.
