您喝了多少微塑料？新工具可在几分钟内告诉您
微塑料和纳米塑料存在于我们的食物、水和我们呼吸的空气中。它们出现在我们的身体中，从睾丸到脑组织。现在，不列颠哥伦比亚大学的研究人员开发了一种低成本的便携式工具，可以准确测量一次性杯子和水瓶等日常来源释放的塑料。该设备与一款应用程序相配套，利用荧光标记来检测大小从 50 纳米到 10 微米不等的塑料颗粒（小到肉眼无法察觉），并在几分钟内得出结果。
该方法和发现在ACS Sensors中有详细介绍。
“较大的塑料碎片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了重大威胁，”开发该工具的土地和食品系统学院助理教授杨天喜博士说。“这项新技术可以快速、廉价地检测这些塑料，有助于保护我们的健康和生态系统。”
纳米塑料和微塑料是饭盒、杯子和餐具等塑料材料降解的副产品。纳米塑料是一种非常小的颗粒，具有很大的表面积，因此对人体健康尤其有害，因为它们吸收毒素和穿透人体生物屏障的能力更强。
检测这些塑料通常需要熟练的人员和昂贵的设备。杨博士的团队希望使检测更快、更方便、更可靠。
他们制作了一个小型、可生物降解的 3D 打印盒子，里面装有无线数字显微镜、绿色 LED 灯和激发滤光片。为了测量塑料，他们使用机器学习算法定制了 MATLAB 软件，并将其与图像捕获软件相结合。
最终成果是一款便携式工具，可与智能手机或其他移动设备配合使用，显示样本中的塑料颗粒数量。该工具只需要少量液体样本（少于一滴水），然后让塑料颗粒在显微镜的绿色 LED 灯下发光，即可对其进行可视化和测量。无论是食品加工实验室的技术人员，还是对早晨的咖啡感兴趣的人，都可以轻松理解结果。
为了进行这项研究，杨博士的团队测试了一次性聚苯乙烯杯子。他们在杯子里装满了 50 毫升蒸馏沸水，然后让其冷却 30 分钟。结果表明，杯子释放了数亿个纳米级塑料颗粒，这些颗粒的宽度大约是人类头发的百分之一，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数量进行匹配，”土地和食品系统学院硕士生、论文合著者 Haoming (Peter) Yang 说道。“读数会显示是否存在塑料以及塑料的数量。每次测试仅需 1.5 美分。”
该工具目前已校准以测量聚苯乙烯，但机器学习算法可以调整以测量不同类型的塑料，如聚乙烯或聚丙烯。下一步，研究人员的目标是将该设备商业化，以分析塑料颗粒，供其他实际应用。
摄入饮料、食物中的塑料，甚至空气中的塑料颗粒的长期影响仍在研究中，但已显示出令人担忧的原因。
“为了减少塑料摄入，重要的是要考虑避免使用石油基塑料产品，而选择玻璃或不锈钢等替代品作为食品容器。可生物降解包装材料的开发对于取代传统塑料和迈向更可持续的世界也很重要，”杨博士说。
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