Ett forskningslag har beskrivit en fluorescensbaserad strategi utformad för att göra mikroplaster och nanoplaster synliga i levande organismer, vilket potentiellt möjliggör realtidsspårning av hur partiklarna rör sig, förändras och bryts ner i biologiska system.
Mikroplaster och nanoplaster — små plastfragment — har upptäckts över hela planeten, inklusive i djuphavsvatten, jordbruksmark, viltliv och mänskliga vävnader som blod, lever och hjärnprover. Den globala plastproduktionen överstiger nu 460 miljoner ton per år, och forskare uppskattar att miljontals ton mikroskopiska plastpartiklar släpps ut i miljön årligen. Laboratorieexperiment har tytt på att exponering för mikro- och nanoplaster kan vara förknippat med inflammation, organskador och utvecklingsproblem. Trots detta säger forskare att en stor lucka kvarstår: det är svårt att direkt observera, över tid, vad dessa partiklar gör när de väl kommer in i levande organismer. ## Varför befintliga detektionsverktyg faller kort Konventionella metoder som används för att identifiera mikroplaster i biologiska prover — inklusive infrarödspektroskopi och masspektrometri — kräver vanligtvis destruktiv provberedning, vilket förhindrar kontinuerlig observation och ofta bara ger en enda ”ögonblicksbild” av vad som finns vid en given stund. Fluorescensavbildning kan i princip möjliggöra dynamisk spårning, men vanliga märkmetoder kan lida av avtagande signaler, färgämnesläckage och minskad ljusstyrka i komplexa biologiska miljöer. ## Ett ”fluorescerande monomerkontrollerat” synteskoncept För att hantera dessa begränsningar beskrev forskare ledda av Wenhong Fan det de kallar en ”fluorescerande monomerkontrollerad syntes”-strategi. Istället för att belägga plastpartiklar med fluorescerande färger integrerar metoden ljusemitterande komponenter i polymerens molekylära struktur. Konceptet använder aggregationsinducerade emissionsmaterial (AIE) — föreningar som emitterar starkare när de klumpar ihop sig — för att hjälpa till att generera en stabil signal. Forskarna säger att designen kan tillåta justering av ljusstyrka och emissionsfärg, tillsammans med partikelstorlek och form. Eftersom de fluorescerande komponenterna är fördelade genom hela partikeln säger teamet att både intakta plaster och de mindre fragmenten som produceras under nedbrytning kan förbli synliga, vilket potentiellt möjliggör spårning från intag och intern transport genom transformation och nedbrytning. ”De flesta nuvarande metoder ger oss bara en ögonblicksbild i tiden”, sa Fan. ”Vi kan mäta hur många partiklar som finns i en vävnad, men vi kan inte direkt observera hur de reser, ackumuleras, transformeras eller bryts ner i levande organismer.” ## Tidig fasarbete inriktat på att förbättra riskforskning Strategin beskrevs i tidskriften New Contaminants och genomgår fortfarande experimentell validering, sa forskarna. De hävdar att om metoden fungerar som avsett kan den stödja studier av hur mikroplaster interagerar med celler, vävnader och organ — arbete som slutligen kan förbättra ekologiska och hälso riskbedömningar. ”Att klargöra transport- och transformationsprocesserna för mikroplaster i organismer är essentiellt för att bedöma deras verkliga ekologiska och hälso risker”, sa Fan. ”Dynamisk spårning kommer att hjälpa oss att gå bortom enkla exponeringsmätningar mot en djupare förståelse av toxicitetsmekanismer.” Med växande oro för plastföroreningar säger forskare att verktyg som tillåter närmare observation av mikroplasters beteende i levande system kan hjälpa till att informera framtida vetenskapliga bedömningar och potentiellt miljöpolitiska diskussioner.
