加拿大UBC开发低成本便携微塑料检测工具

若希看留学 2024-09-04 05:05:30

微塑料和纳米塑料存在于我们的食物、水和呼吸的空气中,伴随日常生活这些微塑料可能会出现在我们的体内。近日,加拿大不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia,简称UBC)的研究人员开发出了一种低成本的便携式工具,用于精确测量一次性杯子和水瓶等日常来源释放的塑料。

纳米和微塑料是塑料材料(如饭盒、杯子和餐具)降解过程中产生的副产品,纳米塑料是一种表面积很大的微小颗粒,由于其吸收毒素和穿透人体生物屏障的能力更强,因此对人体健康的影响尤为严重。

较大的塑料碎片被分解成微塑料和纳米塑料,对食品系统、生态系统和人类健康构成重大威胁,开发该工具的UBC土地与食品系统学院助理教授Tianxi Yang博士表示,这项新技术可以快速、廉价地检测这些塑料,有助于保护健康和生态系统。

以往用于检测这些塑料,通常需要专业人员和昂贵的设备,Tianxi Yang博士的团队希望开发出一种便携的检测设备,让微塑料和纳米塑料的检测能进入日常生活中。他们制作了一个可生物降解的3D打印小盒子,里面装有无线数码显微镜、绿色LED灯和激发滤光片,利用荧光标签检测大小从50纳米到10微米不等的塑料微粒。为了测量塑料,他们定制了带有机器学习算法的MATLAB 软件,将其与图像捕捉软件相结合。通过新研究的便携式检测工具,就能在几分钟内得出测量结果。目前该研究结果已经发布在《ACS Sensors》杂志上。

这款便携式工具可以与智能手机或其他移动设备配合使用,显示样品中塑料微粒的数量。该工具只需要极小的液体样本(小于一滴水),就能让塑料微粒在显微镜的绿色LED 灯下发光,从而对其进行可视化测量。无论是食品加工实验室的技术人员,还是对自己早上喝的咖啡感到好奇的人,都能很容易地理解测量结果。

在这项研究中,Tianxi Yang博士的团队测试了一次性聚苯乙烯杯。他们在杯中注入50毫升蒸馏开水,冷却30分钟。结果显示,杯子释放出数以亿计的纳米级塑料微粒,其宽度约为头发丝的百分之一,甚至更小。一旦盒子里的显微镜捕捉到荧光图像,应用程序就会将图像的像素面积与塑料的数量相匹配,读出的结果显示是否存在塑料以及塑料的数量,每次检测只需1.5美分的费用。

该工具目前校准用于测量聚苯乙烯,但机器学习算法可以进行调整,以测量聚乙烯或聚丙烯等不同类型的塑料。下一步,研究人员的目标是将该设备商业化,为更广泛的实际应用分析生活中的塑料微粒。平常生活中,要减少塑料摄入量,我们必须考虑避免使用石油基塑料产品,选择玻璃或不锈钢等替代品作为食品容器,可以有效预防身体摄入微塑料。

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