Los científicos desarrollan un kit de detección de microplásticos con tecnología de inteligencia artificial

Kit de detección de MPs tipo filtro de jeringa y tecnología de análisis basada en inteligencia artificial. Crédito:Instituto Coreano de Ciencia de Materiales (KIMS)

Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Ho Sang Jung del Departamento de Nano-Bio Convergencia del Instituto Coreano de Ciencia de Materiales (KIMS), un instituto de investigación dependiente del Ministerio de Ciencia y TIC, en colaboración con el Instituto de Investigación y Pruebas KOTITI, ha desarrollado la primera tecnología del mundo para detectar de forma rápida y altamente sensible microplásticos (MP), que pueden causar toxicidad humana y genética a través de la contaminación ambiental y la cadena alimentaria.

Los resultados de la investigación se publicaron el 10 de septiembre en Advanced Functional Materials. .

La tecnología de detección de MP aplicable in situ desarrollada por el equipo de investigación es una tecnología de tipo kit. Cuando se filtra a través de un kit de detección de MP tipo filtro de jeringa, el tipo, número y distribución de MP se pueden identificar en 20 minutos sin ningún tratamiento previo.

El equipo de investigación se centró en el hecho de que los parlamentarios se pueden filtrar. El equipo sintetizó un material plasmónico en forma de nanobolsillo que puede capturar MP en la superficie de un filtro de papel con poros a microescala y amplificar la señal óptica de los MP capturados. Cuando se inyecta una solución de muestra que contiene MP a través de una jeringa, la señal espectral Raman de las MP se amplifica en el material plasmónico de tipo nanobolsillo, lo que permite una detección altamente sensible. La tecnología también se puede utilizar para detectar MP a escala nanométrica.

Además, el equipo de investigación preentrenó un sistema de inteligencia artificial (IA) en las señales únicas de espectroscopía Raman de los MP, de modo que la inteligencia artificial (IA) pueda determinar si la señal detectada corresponde a los MP, incluso si hay elementos de interferencia en la muestra. Esta tecnología permite identificar con precisión MP en entornos complejos o muestras humanas, así como su concentración, distribución y tipo.

Las tecnologías existentes para detectar MP han sido difíciles de utilizar en el campo. Esto se debe a que requiere un pretratamiento complejo, equipos de alto rendimiento y análisis por parte de investigadores capacitados. Esta tecnología sustituye el proceso de pretratamiento en forma de filtro y mejora la sensibilidad del material, en lugar de aumentar el rendimiento del equipo.

El mayor diferenciador es que las habilidades analíticas de los investigadores capacitados han sido reemplazadas por el aprendizaje automático. Además, el dispositivo de detección tiene la ventaja de utilizar un espectrómetro Raman portátil, lo que aumenta la posibilidad de detección in situ.

En la actualidad, siguen surgiendo preguntas sobre la contaminación ambiental y el riesgo humano relacionado con los parlamentarios en el país y en el extranjero. Se ha informado que los MP se liberan fácilmente de nuestros productos cotidianos, como envases de bebidas y bolsas de refrigerios. Sin embargo, hasta la fecha, no existe ningún método para detectar MP pequeños de tamaño micro o nano, por lo que es necesario desarrollar tecnología para establecer un método de detección estándar internacional.

Dado que esto podría conducir a futuras regulaciones sobre productos plásticos y envases de alimentos y bebidas, es significativo que hayamos desarrollado tecnología para superar de manera preventiva las regulaciones de importación y exportación debido a futuros problemas ambientales mediante el desarrollo de tecnología de origen. Otra ventaja de esta tecnología es que el público en general puede utilizarla fácilmente cuando sea necesario, ya que el sensor se fabrica como un kit.