韓國材料科學研究所(KIMS)納米生物融合系 Ho Sang Jung 博士領導的研究小組與 KOTITI 測試與研究機構合作,取得了突破性進展,開發出一種革命性的技術,能夠快速、高靈敏度地檢測微塑料(MP)。
這些微小的塑料顆粒由於廣泛存在於食物鏈和環境中,對人類健康和環境構成重大風險。該研究成果最近發表在著名期刊《先進功能材料》上。
基於試劑盒的技術徹底改變了微塑料檢測
研究團隊研發的創新微塑料檢測技術爲試劑盒形式,適合現場應用。與現有方法需要複雜的預處理和高性能設備不同,這種試劑盒式技術簡化了流程。僅需 20 分鐘,該技術便可識別微塑料的類型、數量和分佈,無需任何預處理。
這項突破的關鍵在於一種設計成納米袋狀的等離子體材料,它能夠捕獲具有微尺度孔隙的紙質過濾器表面上的微塑料。這種納米袋可以放大捕獲的微塑料的光信號,從而實現高靈敏度的檢測。當通過注射器注入含有微塑料的樣品溶液時,微塑料的拉曼光譜信號會在納米袋狀等離子體材料上被放大,從而實現微米和納米尺度的精確檢測。
人工智能提高檢測準確性
爲了進一步提高微塑料檢測的準確性,研究團隊將人工智能(AI)融入系統。人工智能系統接受了微塑料獨特的拉曼光譜信號的訓練,使其能夠區分微塑料信號和樣本中的潛在干擾。這一進步使得在複雜環境或人體樣本中準確識別微塑料成爲可能,包括確定其濃度、分佈和類型。
該技術的一大特色是使用便攜式拉曼光譜儀進行檢測。這種便攜式設備大大提高了現場檢測的可行性,無需大量實驗室設備和高技能的研究人員。基於套件的技術與便攜式光譜儀的結合爲在現實場景中識別微塑料提供了實用的解決方案。
微塑料污染已成爲全球迫切關注的問題,據報道,這些微小的塑料顆粒來自飲料容器和零食袋等日常用品。然而,到目前爲止,還沒有檢測微型或納米尺寸微塑料的方法,這凸顯了對可靠檢測方法的迫切需求。
這項尖端技術的開發意義重大,因爲它不僅解決了當前的環境和健康問題,還可能爲未來塑料製品和食品飲料容器的監管鋪平道路。精確檢測和量化微塑料是減輕其對環境和人類健康的有害影響的關鍵一步。
對更廣泛採用的良好影響
帶頭開展這項突破性研究的 KIMS 高級研究員 Ho Sang Jung 博士對該技術的潛在影響表示樂觀。他表示:“如果這項技術實現商業化,那麼全球微塑料檢測技術將更加容易和迅速地傳播。”Jung 博士強調了 KIMS 致力於開發材料技術,以保障當代和後代的安全。
研究團隊計劃與韓國科學院測試與研究學院合作,使微塑料檢測技術標準化。此次合作是確保該技術結果可靠性和一致性的關鍵一步,對於廣泛採用和監管認可至關重要。
此外,研究團隊還積極參與正在進行的研究,以通過尺寸檢測微塑料並評估其對人體的毒性。這項額外的研究將更深入地瞭解與微塑料相關的風險,並有助於制定更全面的緩解策略。
