微塑料和纳米塑料正逐渐进入我们的食物、饮用水和我们呼吸的空气中，现在它们已被发现存在于我们的身体中，影响从睾丸到脑组织的各个方面。英属哥伦比亚大学的研究人员开发了一种经济实惠、便于携带的工具，旨在有效测量一次性杯子和水瓶等常见物品释放的塑料数量。
微塑料和纳米塑料在我们的饮食、饮用水和吸入的空气中无处不在，且它们在人体内的存在不断增加，影响着各个器官。
来自英属哥伦比亚大学的研究人员推出了一种预算友好、便携的设备，能够准确测量从一次性杯子和塑料瓶等典型产品释放的塑料。
该设备与智能手机应用程序协同工作，采用荧光标记技术来识别小至50纳米到10微米的塑料颗粒，这些尺寸范围在肉眼下是不可见的，并且能够在短短数分钟内得出结果。
该方法及结果已发表在《ACS Sensors》上。
“较大塑料物品转变为微塑料和纳米塑料对我们的食品系统、生态系统和人类健康构成严重风险，”参与开发该工具的土地和食品系统学院助理教授杨天玺博士解释道。“这种创新技术允许快速且低成本地检测这些塑料，可能有助于保护我们的健康和环境。”
纳米和微塑料来自于较大塑料物质的降解，如午餐盒、杯子和餐具。这些微小颗粒具有大表面积，因其增强的吸收毒素能力和突破我们身体内生物屏障的能力而引发了对人类健康的担忧。
传统检测这些塑料通常需要经过培训的人员和昂贵的设备。杨博士的团队旨在提高这一检测过程的速度、可及性和可靠性。
他们设计了一个通过3D打印制作的小型生物降解盒，里面包括一个无线数字显微镜，一个绿色LED灯和一个激发滤镜。为了进行塑料测量，他们缓定制了带有机器学习算法的MATLAB软件，并将其与图像捕捉软件连接。
最终产品是一个便携式仪器，可以连接到智能手机或移动设备，允许用户确定样本中塑料颗粒的数量。该工具仅需少量液体——少于一滴水——并照亮塑料颗粒，使其在显微镜的绿色LED灯下可见，便于测量。结果简单明了，无论是食品实验室的技术人员，还是仅仅对自己早晨咖啡有好奇心的人，都可以轻松理解。
在他们的研究中，杨博士的团队检查了一次性聚苯乙烯杯。他们向杯中加入50毫升刚煮沸的蒸馏水，静置冷却30分钟。研究结果表明，这些杯子释放出数以亿计的纳米级塑料碎片，约为人类头发宽度的百分之一，甚至更小。
“当显微镜捕捉到荧光图像后，应用程序将图像的像素面积与塑料数量相关联，”合著者、土地和食品系统学院的硕士生杨昊明（Peter）说道。“显示屏指示是否存在塑料及其数量。每次测试只需1.5美分。”
目前，该设备专门针对聚苯乙烯进行校准，但机器学习算法可以调整以检测其他类型的塑料，如聚乙烯或聚丙烯。研究人员的下一个目标是将该设备推向市场，以便在各种环境中识别塑料颗粒。
通过食物、饮料和空气中的塑料颗粒摄入塑料的长期后果尚在研究中，但引发了重大担忧。
“为了减少塑料摄入，至关重要的是避免石油基塑料产品，并选择如玻璃或不锈钢等替代品用于食品容器。此外，开发生物降解包装材料对于替代传统塑料至关重要，因为我们正在向更可持续的未来过渡，”杨博士表示。
