Para peneliti di University of Stuttgart telah menciptakan “filter optik” yang mampu mendeteksi menit partikel nanoplastik. Berfungsi seperti strip tes, inovasi ini dirancang untuk menyediakan alat analitik baru untuk penelitian lingkungan dan kesehatan.
Para peneliti dari University of Stuttgart di Jerman dan Melbourne University di Australia telah memperkenalkan cara sederhana untuk menganalisis partikel nanoplastik yang sangat kecil dalam sampel lingkungan. Pendekatan ini tergantung pada mikroskop optik standar dan strip uji yang baru dirancang yang disebut filter optik. Temuan dilaporkan Fotonik alami.
“Tes strip dapat berfungsi sebagai alat analisis sederhana dalam penelitian lingkungan dan kesehatan,” jelas Prof. Harald Giesien, kepala Institut Fisika Universitas Stuttgart ke -4. “Dalam waktu dekat, kami akan mencoba menganalisis konsentrasi nanoplastik secara langsung di lokasi. Tetapi metode baru kami juga dapat digunakan untuk menguji darah atau jaringan untuk partikel nanoplastik.”
Nanoplastik sebagai bahaya bagi manusia dan lingkungan
Limbah plastik adalah salah satu tantangan global yang paling mendesak di abad ke -21. Ini mencemari lautan, sungai dan pantai, dan mikroplastik telah ditemukan pada organisme hidup. Sampai sekarang, para peneliti secara khusus memeriksa fragmen plastik yang lebih besar. Bukti sekarang mengacu pada ancaman yang lebih mengkhawatirkan: partikel nanoplastik.
Partikel -partikel ini jauh lebih kecil dari lebar rambut manusia, terbentuk sebagai potongan plastik yang lebih besar, dan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Dalam ukuran sub-mikrometer, mereka juga dapat melewati resistensi biologis, termasuk kulit dan penghalang darah.
Perubahan warna membuat partikel kecil terlihat
Karena ukuran partikel kecil, deteksi mereka menyebabkan tantangan khusus. Akibatnya, tidak hanya ada kesenjangan dalam pemahaman kita tentang bagaimana partikel mempengaruhi organisme tetapi juga kurangnya metode deteksi yang cepat dan andal.
Bekerja sama dengan kelompok -kelompok penelitian dari Melbourne di Australia, para peneliti di University of Stuttgart kini telah mengembangkan metode baru yang dapat dengan cepat dan terjangkau untuk mendeteksi partikel -partikel kecil ini. Perubahan warna pada strip uji khusus membuat nanoplastik terlihat dalam mikroskop optik dan memungkinkan para peneliti untuk menghitung jumlah partikel dan menentukan ukurannya.
“Dibandingkan dengan metode konvensional dan banyak digunakan seperti pemindaian mikroskop elektron, metode baru ini jauh lebih murah, tidak memerlukan personel terlatih untuk beroperasi, dan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk analisis terperinci,” jelas Dr. Mario Hentschel, kepala laboratorium struktur mikro di Institut Fisika ke -4.
Filter optik, bukan mikroskop elektron yang mahal
“Filter optik” menggunakan efek resonansi di lubang kecil untuk membuat partikel nanoplastik terlihat. Sebuah studi tentang efek optik dalam lubang semacam itu pertama kali diterbitkan oleh kelompok penelitian di University of Stuttgart pada tahun 2023. Proses ini didasarkan pada depresi kecil, yang dikenal sebagai Voids, yang diukir menjadi substrat semikonduktor.
Bergantung pada diameter dan kedalaman, lubang berinteraksi dengan cahaya acara. Ini menghasilkan refleksi warna cerah yang dapat dilihat dalam mikroskop optik. Jika sebuah partikel jatuh ke salah satu kurva, warnanya berubah secara signifikan. Oleh karena itu seseorang dapat menyimpulkan dari perubahan warna apakah suatu partikel hadir dalam kekosongan.
“Fungsi tes strip seperti filter klasik,” jelas Dominic Ludescher, mahasiswa PhD dan penulis publikasi pertama di “Nature Photonics”. Partikel mulai dari 0,2 hingga 1 μm dapat diperiksa tanpa kesulitan. “Partikel -partikel disaring dari cairan menggunakan saringan di mana ukuran dan kedalaman lubang dapat disesuaikan dengan partikel nanoplastik, dan kemudian, perubahan warna yang dihasilkan dapat dideteksi. Ini memungkinkan kita untuk menentukan apakah rongga diisi atau kosong.”
Jumlah, ukuran, dan ukuran distribusi partikel dapat ditentukan
Metode deteksi baru yang digunakan dapat berbuat lebih banyak. Jika filter dilengkapi dengan rongga dengan ukuran yang berbeda, hanya satu partikel dengan ukuran yang sesuai yang akan dikumpulkan di setiap lubang.
“Jika suatu partikel terlalu besar, itu tidak akan memasuki kekosongan dan hanya akan disiram selama proses pembersihan,” kata Ludescher. “Jika sebuah partikel terlalu kecil, itu akan menempel dengan buruk di sumur dan akan hanyut selama pembersihan.” Dengan cara ini, strip uji dapat diadaptasi sehingga ukuran dan jumlah partikel di setiap lubang dapat ditentukan dari warna yang dipantulkan.
Sampel lingkungan disintesis diperiksa
Untuk pengukuran mereka, para peneliti menggunakan partikel bola dengan berbagai diameter. Ini tersedia dalam larutan air dengan nanopartikel spesifik. Karena sampel nyata dari badan air dengan konsentrasi nanopartikel yang diketahui, tim menghasilkan sampel yang cocok itu sendiri.
Para peneliti menggunakan sampel air dari danau yang berisi campuran pasir dan komponen organik lainnya dan menambahkan jumlah partikel bola yang diketahui. Konsentrasi partikel plastik adalah 150 μg/ml. Jumlah dan distribusi ukuran partikel nanoplastik juga ditentukan untuk sampel ini menggunakan “filter optik.”
Dapat digunakan seperti tes strip
“Dalam jangka panjang, filter optik akan digunakan sebagai alat analisis sederhana dalam penelitian lingkungan dan kesehatan. Teknologi ini dapat berfungsi sebagai strip uji seluler yang akan memberikan informasi tentang kandungan nanoplastik dalam air atau tanah langsung di lokasi,” jelas Hentschel.
Tim sekarang merencanakan eksperimen dengan partikel nanoplastik non -round. Para peneliti juga berencana untuk menyelidiki apakah proses tersebut dapat digunakan untuk membedakan antara partikel plastik yang berbeda. Mereka juga sangat tertarik untuk berkolaborasi dengan kelompok penelitian yang memiliki keahlian khusus dalam memproses sampel nyata dari agen air.
Referensi: “Filter Optik untuk Deteksi Nanoplastik, Ukuran dan Perhitungan” oleh D. Ludescher, L. Wesemann, J. Schwab, J. Karst, SB Sulejman, M. UBL, Bo Clarke, A. Roberts, H. Giessen dan M. Hentschel, 8 September 2025, Fotonik alami.
Dua: 10.1038/s41566-025-01733-x
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
