Zephyrnet-logo

Met nieuwe tracer-nanodeeltjes kunnen wetenschappers nanoplasticvervuiling in zoetwaterecosystemen volgen

Datum:

08 september 2023 (Nanowerk Nieuws) Plasticvervuiling vormt een groeiende bedreiging voor aquatische ecosystemen wereldwijd. Van bijzonder belang zijn nanoplastics, plasticdeeltjes kleiner dan 1,000 nanometer groot. Uit onderzoek blijkt dat nanoplastics giftig kunnen zijn voor in het water levende organismen en fysieke schade, oxidatieve stress en ontwikkelingsproblemen kunnen veroorzaken. Het detecteren en kwantificeren van nanoplastics in het milieu blijft echter een uitdaging. Om dit probleem te helpen aanpakken, hebben onderzoekers een nieuw type nanodeeltjestracer ontwikkeld waarmee nanoplastics in zoetwaterecosystemen kunnen worden gevolgd. Zoals gerapporteerd in het tijdschrift Analytical Chemistry hebben de tracer-nanodeeltjes een unieke kern-schilstructuur bestaande uit een kern van gouden nanodeeltjes omgeven door een omhulsel van polystyreenkunststof. Het onderzoek is gepubliceerd in Analytische scheikunde (“Core−Shell Au@Nanoplastics als kwantitatieve tracer om de bioaccumulatie van nanoplastics in zoetwaterecosystemen te onderzoeken”). De gouden kern maakt gevoelige detectie en kwantificering van de nanodeeltjes mogelijk met behulp van een techniek die inductief gekoppelde plasmamassaspectrometrie (SP-ICP-MS) wordt genoemd. De polystyreen schaal geeft de nanodeeltjes eigenschappen die vergelijkbaar zijn met milieu-nanoplastics. Door het gedrag van de tracer-nanodeeltjes te bestuderen, willen de onderzoekers inzicht krijgen in het lot van nanoplastics in de natuur. “De uitstekende weerstand en hoge terugwinningspercentages van de tracer-nanodeeltjes maken ze ideaal voor het onderzoeken van de distributie en accumulatie van nanoplastics in complexe zoetwatersystemen”, zegt Dr. Xian-Zheng Yuan, een auteur van de studie. Een belangrijk voordeel van de nieuwe tracer-nanodeeltjes is het vermogen om hun grootte en oppervlaktelading tijdens de synthese af te stemmen. Hierdoor kunnen de onderzoekers verschillende soorten nanoplastics nabootsen die in het milieu voorkomen. De nanodeeltjes worden gesynthetiseerd met behulp van een eenvoudig proces in drie stappen, waarbij gouden nanodeeltjes eerst worden gecoat met de polystyreen schaal. De onderzoekers demonstreerden de nauwkeurigheid van de SP-ICP-MS-techniek voor het detecteren van de tracer-nanodeeltjes door berekende en gemeten concentraties in watermonsters te vergelijken. Ze toonden ook aan dat de nanodeeltjes een uitstekende stabiliteit hebben in omstandigheden die de natuurlijke wateromgeving nabootsen. Om de geschiktheid van de tracer-nanodeeltjes voor onderzoek met levende organismen te beoordelen, stelden de onderzoekers culturen van kroos en cyanobacteriën bloot aan de deeltjes. De experimenten onthulden verschillen in accumulatie tussen positief en negatief geladen nanodeeltjes voor elke soort. “Dit laat zien hoe onze afstembare tracer-nanodeeltjes kwantitatieve inzichten kunnen verschaffen in het bioaccumulatiegedrag van nanoplastics met verschillende oppervlakte-eigenschappen”, legt Dr. Yuan. De onderzoekers concluderen dat de kern-shell goud-polystyreen nanodeeltjes een veelbelovend nieuw hulpmiddel zijn voor het onderzoeken van het lot en de impact van nanoplastics in zoetwaterecosystemen. Door een betrouwbare manier te bieden om plastic nanodeeltjes te simuleren en te volgen, zullen de tracers kritisch milieuonderzoek ondersteunen. “Onze afstembare tracermethode overwint eerdere beperkingen bij het bestuderen van nanoplastics in complexe natuurlijke systemen. De hier ontwikkelde core-shell nanodeeltjes zouden diepere inzichten in de distributie, accumulatie en toxiciteit van plastic nanodeeltjes in het aquatisch milieu mogelijk moeten maken”, merkt Dr. Yuan. In de toekomst plannen de onderzoekers aanvullende studies om te onderzoeken hoe factoren zoals de vorm van nanodeeltjes, coronavorming en biofilminteracties het gedrag van nanoplastics in het milieu beïnvloeden. Ze werken ook aan het aanpassen van de tracermethode voor het bestuderen van nanoplastics in andere systemen, zoals de bodem. De dreiging die uitgaat van plasticvervuiling blijft wereldwijd groeien, wat de noodzaak onderstreept van betere manieren om plasticdeeltjes van nanogrootte in het milieu te onderzoeken.
spot_img

VC Café

LifeSciVC

Laatste intelligentie

VC Café

LifeSciVC

spot_img