Tecnología innovadora detecta microplásticos con sensibilidad sin precedentes

En un logro innovador, un equipo de investigación liderado por el Dr. Ho Sang Jung del Departamento de Convergencia Nano-Bio del Instituto Coreano de Materiales (KIMS), en colaboración con el Instituto de Pruebas e Investigación KOTITI, ha desarrollado una tecnología revolucionaria capaz de detectar microplásticos (MPs) de manera rápida y altamente sensible. 

Estas pequeñas partículas de plástico representan riesgos significativos para la salud humana y el medio ambiente debido a su presencia generalizada en la cadena alimentaria y el medio ambiente. Los resultados de la investigación se publicaron recientemente en la prestigiosa revista Advanced Functional Materials.

La tecnología basada en kits revoluciona la detección de microplásticos

La innovadora tecnología de detección de microplásticos desarrollada por el equipo de investigación está en forma de kit, lo que la hace adecuada para aplicaciones in situ. A diferencia de los métodos existentes que requieren un pretratamiento complejo y equipos de alto rendimiento, esta tecnología de tipo kit simplifica el proceso. En solo 20 minutos, la tecnología puede identificar el tipo, la cantidad y la distribución de los microplásticos sin ningún pretratamiento.

La clave de este avance radica en un material plasmónico diseñado como un nanobolsillo, capaz de capturar microplásticos en la superficie de un filtro de papel con poros a microescala. Este nanobolsillo amplifica la señal óptica de los microplásticos capturados, permitiendo una detección altamente sensible. Cuando se inyecta una solución de muestra que contiene microplásticos a través de una jeringa, la señal espectral Raman de los microplásticos se magnifica en el material plasmónico de tipo nanobolsillo, permitiendo una detección precisa tanto a escala micro como nanométrica.

La IA mejora la precisión de la detección

Para mejorar aún más la precisión de la detección de microplásticos, el equipo de investigación incorporó inteligencia artificial (IA) en el sistema. El sistema IA fue entrenado con las señales únicas de espectroscopía Raman de los microplásticos, lo que le permite distinguir las señales de los microplásticos de la interferencia potencial en la muestra. Este avance permite la identificación precisa de microplásticos en entornos complejos o muestras humanas, incluida la determinación de su concentración, distribución y tipo.

Una de las características distintivas de esta tecnología es el uso de un espectrómetro Raman portátil para la detección. Este dispositivo portátil aumenta significativamente la viabilidad de la detección in situ, eliminando la necesidad de equipos de laboratorio extensos e investigadores altamente calificados. La combinación de la tecnología basada en kits y el espectrómetro portátil proporciona una solución práctica para identificar microplásticos en escenarios del mundo real.

La contaminación por microplásticos se ha convertido en una preocupación urgente a nivel mundial, con informes de que estas minúsculas partículas de plástico se liberan de productos cotidianos como envases de bebidas y bolsas de bocadillos. Sin embargo, hasta ahora, no ha existido ningún método para detectar microplásticos a tamaño micro o nano, lo que subraya la necesidad urgente de métodos de detección confiables.

El desarrollo de esta tecnología de vanguardia es significativo, ya que no solo aborda las preocupaciones ambientales y de salud actuales, sino que también tiene el potencial de allanar el camino para futuras regulaciones sobre productos plásticos y envases de alimentos y bebidas. Detectar y cuantificar microplásticos con precisión es un paso crítico hacia la mitigación de sus efectos nocivos tanto para el medio ambiente como para la salud humana.

Implicaciones prometedoras para una adopción más amplia

El Dr. Ho Sang Jung, investigador principal en KIMS que encabezó este desarrollo innovador, expresó optimismo sobre el impacto potencial de la tecnología. Declaró: “Si esta tecnología se comercializa, la tecnología para detectar microplásticos de manera universal se difundirá más fácilmente y rápidamente”. El Dr. Jung enfatizó el compromiso de KIMS con el desarrollo de tecnologías de materiales para la seguridad de las generaciones actuales y futuras.

El equipo de investigación planea colaborar con el Instituto de Pruebas e Investigación KOTITI para estandarizar la tecnología de detección de microplásticos. Esta colaboración es un paso crucial para garantizar la fiabilidad y la consistencia de los resultados de la tecnología, esenciales para su adopción generalizada y la aceptación regulatoria.

Además, el equipo de investigación está activamente comprometido en una investigación continua para detectar microplásticos por tamaño y evaluar su toxicidad para el cuerpo humano. Esta investigación adicional proporcionará una comprensión más profunda de los riesgos asociados con los microplásticos y contribuirá a estrategias de mitigación más integrales.