В сотрудничестве с компанией BRAVE Analytics исследователи Технического университета Граца разработали метод обнаружения нанопластика в жидкостях и анализа его состава.
Микропластик и ещё более мелкие нанопластики могут попадать в организм человека разными путями, например, через еду или дыхание. Большая часть этих частиц выводится из организма, но некоторые остаются, накапливаясь в органах, крови и других жидкостях тела.
Два года назад в рамках проекта Nano-VISION, финансируемого FFG и проводимого совместно со стартапом BRAVE Analytics, началось исследование, чтобы выяснить, могут ли нанопластики влиять на офтальмологию. Команда под руководством Харальда Фицека из Института электронной микроскопии и наноанализа Технического университета Граца (TU Graz) работала вместе с офтальмологом из Граца.
В ходе проекта учёные разработали метод, который позволяет обнаруживать и измерять нанопластики в прозрачных жидкостях организма, а также определять их химический состав.
В качестве примера применения этого метода команда изучает, выделяют ли искусственные хрусталики глаза нанопластики. До сих пор таких исследований не проводилось, а первые результаты уже отправлены в научный журнал.
Рассеянный лазерный свет позволяет определить концентрацию и состав.
Микро- и нанопластики обнаруживаются в два этапа. Платформа сенсоров, разработанная BRAVE Analytics, засасывает анализируемую жидкость и пропускает её через стеклянную трубку. Внутри трубки через жидкость проходит слабо сфокусированный лазерный луч, направленный по или против течения. Если луч сталкивается с частицами, лазерный импульс ускоряет или замедляет их — крупные частицы сильнее, чем мелкие.
Разные значения скорости частиц позволяют сделать выводы об их размере и концентрации в жидкости. Этот метод, названный оптофлюидической силовой индукцией, был разработан Кристианом Хиллом из BRAVE Analytics в Медицинском университете Граца.
Новшеством является сочетание оптофлюидической силовой индукции с Рамановской спектроскопией. Теперь также анализируется спектр лазерного света, рассеянного отдельными частицами в жидкости. Небольшая часть света, так называемое Рамановское рассеяние, имеет частоту, отличную от частоты самого лазера, что позволяет определить состав частиц.
«Частотные значения немного различаются в зависимости от материала частиц, что и раскрывает их точный химический состав», — объясняет эксперт по Рамановской спектроскопии Харальд Фицек. «Это особенно хорошо работает с органическими материалами и пластиками».
Искусственные хрусталики: тесты на наличие нанопластиков
Институт электронной микроскопии и наноанализа продолжает исследования, чтобы выяснить, выделяют ли искусственные хрусталики глаза нанопластики самостоятельно, при механическом воздействии или под влиянием лазерной энергии. Эти данные очень важны для офтальмологических хирургов и производителей линз и будут опубликованы в научном журнале.
«Наш метод обнаружения микро- и нанопластиков применим к прозрачным биологическим жидкостям, таким как моча, слёзная жидкость или плазма крови», — говорит Харальд Фицек. «Также он подходит для непрерывного контроля жидкостных потоков в промышленности, а также для анализа питьевой и сточной воды».