Un studiu publicat în revista ACS Sensors și relatat de Phys.org arată o metoda alternativă mai simplă la analizele convenționale de detectare a plasticului din apă, precum spectroscopia Raman sau IR, care sunt costisitoare și necesită echipamente complexe.

Echipa, condusă de Song Lin Chua, a demonstrat că bacteriile modificate genetic pot identifica microplastice atât tradiționale, cât și biodegradabile, direct din probe de apă filtrată, care fac bateria să strălucească verde, ceea ce face procesul de detectare mult mai ușor.

Cum funcţionează senzorul viu

Cercetătorii au folosit o tulpină non-patogenă a bacteriei Pseudomonas aeruginosa, care a fost aleasă deoarece formează biofilme pe materiale plastice în mod natural.

Mai apoi, s-au introdus două gene: una produce o proteină care se activează la contactul cu plasticul, și una care codifică o proteină fluorescentă verde. Astfel, dacă bacteria întâlneşte microplastice (ex: PET sau polistiren), apare fluorescenţă în câteva ore. În probe de control cu sticlă sau nisip, nu apare fluorescenţă.

În testele de laborator, cercetătorii au folosit fragmente de PET, marcate cu simbolul de reciclare 1, și polistiren, cu simbolul 6. Bacteria a început să emită fluorescență vizibilă în aproximativ trei ore, ceea ce confirmă sensibilitatea metodei.

În plus, senzorul biologic a rămas activ până la trei zile atunci când a fost păstrat la 4 °C, fapt care permite transportul și utilizarea acestuia în afara laboratorului. În probe de apă de mare filtrată, colectate din mediul urban, cercetătorii au reușit să detecteze concentrații de până la 100 părți per milion de microplastice, după îndepărtarea materiei organice. Analiza prin microspectroscopie Raman a arătat că majoritatea particulelor identificate erau poliacrilamidă, policaprolactonă și metilceluloză, materiale considerate biodegradabile.

Avantaje, provocări și implicații pentru mediu

Metoda propusă are avantajul că este mai rapidă și mai accesibilă decât tehnicile convenționale, precum spectroscopia Raman sau IR, care presupun pregătirea laborioasă a probelor și folosirea unor echipamente scumpe.

Bacteriile modificate pot fi folosite pentru o cartografiere rapidă a zonelor cu poluare ridicată, oferind informații utile pentru autorități sau organizații de mediu. În plus, senzorul detectează atât microplastice tradiționale, cât și materiale biodegradabile, ceea ce extinde spectrul de poluanți monitorizați.

Totuși, există și provocări importante. Pseudomonas aeruginosa are tulpini care pot deveni patogene în anumite condiții, motiv pentru care utilizarea exclusivă a variantelor neinfecțioase este esențială. În plus, condițiile din mediu sunt mai complexe decât cele din laborator, iar prezența materiei organice, a impurităților sau variațiile de temperatură pot afecta sensibilitatea sistemului. De aceea, pentru rezultate precise, probele trebuie adesea filtrate sau pretratate înainte de analiză.

Tehnologia propusă poate deveni un instrument de monitorizare accesibil pentru autorităţi locale, ONG-uri sau comunităţi cu resurse limitate, care doresc să supravegheze calitatea apei. În plus, detectarea rapidă a microplasticelor biodegradabile conduce la o înţelegere mai nuanţată a impactului plasticului în mediu.

Dacă metoda va fi adaptată pentru testare directă pe teren (în fluvii, lacuri, ape costiere), fără etape laborioase de pregătire, ar putea schimba modul în care se fac inventarele de poluare cu plastic.