تشخیص آلودگی میکروپلاستیک‌ها با استفاده از یک حسگر زیستی

میکروپلاستیک‌ها قطعات پلاستیکی ریز هستند که بسیاری از آنها برای دیدن بسیار کوچک و در هوا، خاک و آب یافت می‌شوند. اندازه‌گیری فراوانی آنها در طبیعت می‌تواند منابع پاکسازی را هدایت کند، اما روش‌های تشخیص فعلی کند، گران یا بسیار فنی هستند. اکنون، محققان انجمن شیمی، یک حسگر زنده ایجاد کرده‌اند که به پلاستیک متصل می‌شود و فلورسانس سبز تولید می‌کند. در یک آزمایش اولیه روی نمونه‌های آب در دنیای واقعی، این حسگر زیستی می‌تواند به راحتی سطوح میکروپلاستیک‌های مرتبط با محیط زیست را تشخیص دهد.

در حال حاضر، دانشمندان میکروپلاستیک‌ها را در نمونه‌های آب با استفاده از میکروسکوپ‌ها یا ابزارهای تحلیلی مانند طیف‌سنجی مادون قرمز یا رامان تشخیص می‌دهند. اگرچه این تکنیک‌ها دقیق هستند، اما قبل از تجزیه و تحلیل به مراحل مختلفی برای آماده‌سازی نمونه‌ها نیاز دارند و می‌توانند گران و زمان‌بر باشند. در گامی به سوی یک روش ساده‌تر، محققان یک حسگر میکروپلاستیک زنده از باکتری سودوموناس آئروژینوزا ایجاد کردند. این باکتری معمولاً در محیط یافت می‌شود و می‌تواند به طور طبیعی بیوفیلم‌هایی را روی مواد پلاستیکی ایجاد کند.

محققان برای ساخت حسگر، دو ژن را به یک سویه آزمایشگاهی غیرعفونی اضافه کردند. یکی از ژن‌ها پروتئینی تولید می‌کند که هنگام تماس سلول‌های باکتریایی با پلاستیک فعال می‌شود و ژن دیگر در پاسخ، پروتئین فلورسنت سبز تولید می‌کند. در آزمایشگاه، باکتری‌های مهندسی‌شده در ویال‌های حاوی قطعات پلاستیکی و محیط کشت، فلورسانس داشتند، اما در ویال‌های جداگانه‌ای از مواد دیگر مانند شیشه و شن، فلورسانس دیده نشد. فلورسانس قابل اندازه‌گیری در عرض ۳ ساعت برای پلاستیک‌های مختلف، از جمله پلی‌اتیلن ترفتالات و پلی‌استایرن است. علاوه بر این، سلول‌های باکتریایی اصلاح‌شده تا ۳ روز در یخچال (۳۹ درجه فارنهایت، ۴ درجه سانتیگراد) فعال می‌ماند، که به گفته محققان نشان می‌دهد که می‌توان آن را به مکان‌های میدانی منتقل کرد.

برای آزمایش فوق، حسگر میکروپلاستیک‌های زنده به عنوان ابزاری برای نظارت بر محیط زیست بود و محققان باکتری مهندسی‌شده را به آب دریا از یک آبراه شهری اضافه کردند. آب دریا ابتدا فیلتر و سپس قبل از افزودن باکتری‌ها، برای حذف مواد آلی تصفیه شد. بر اساس مقادیر شدت فلورسانس، نمونه‌های آب تا ۱۰۰ قسمت در میلیون میکروپلاستیک بودند. تجزیه و تحلیل بیشتر آب با میکرواسپکتروسکوپی رامان نشان داد که میکروپلاستیک‌ها عمدتاً از انواع زیست‌تخریب‌پذیر مانند پلی‌آکریل‌آمید، پلی‌کاپرولاکتون و متیل سلولز بودند که این حسگر زیستی علیرغم آزمایش‌های اولیه که روی پلیمرهای سنتی انجام می‌شد، آنها را شناسایی کرد.

حسگر زیستی کنونی روشی سریع، مقرون‌به‌صرفه و حساس برای تشخیص میکروپلاستیک‌ها در نمونه‌های محیطی در عرض چند ساعت ارائه می‌دهد. این حسگر با عمل به عنوان یک ابزار غربالگری سریع، می‌تواند تلاش‌های نظارتی در مقیاس بزرگ را متحول کند و به شناسایی نقاط حساس آلودگی برای تجزیه و تحلیل دقیق‌تر کمک کند.

انجمن شیمی آمریکا (ACS) یک سازمان غیرانتفاعی است که در سال ۱۸۷۶ تأسیس و توسط کنگره ایالات متحده تأسیس شده است. این انجمن متعهد به بهبود زندگی‌ از طریق قدرت متحول‌کننده شیمی است. ماموریت آن پیشرفت دانش علمی، توانمندسازی جامعه جهانی و حمایت از یکپارچگی علمی است و جهانی ساخته شده بر اساس علم است. این انجمن از طریق راه‌حل‌های تحقیقاتی متعدد، مجلات داوری‌شده، کنفرانس‌های علمی، کتاب‌های الکترونیکی و مجله خبری، یک رهبر جهانی در ترویج تعالی در آموزش علوم و فراهم کردن دسترسی به اطلاعات و تحقیقات مرتبط با شیمی است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *