Τα μικροπλαστικά και νανοπλαστικά είναι γνωστό πως βρίσκονται πλέον παντού στη Γη, από τα βάθη των ωκεανών και τα αγροτικά εδάφη μέχρι το εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος.
Ωστόσο, οι επιστήμονες εξακολουθούν να δυσκολεύονται να κατανοήσουν τι ακριβώς συμβαίνει όταν αυτά τα σωματίδια εισέρχονται σε έναν ζωντανό οργανισμό.
Μια νέα μελέτη προτείνει μια καινοτόμο στρατηγική βασισμένη στον φθορισμό, η οποία θα μπορούσε να επιτρέψει στους ερευνητές να παρακολουθούν τα μικροπλαστικά σε πραγματικό χρόνο και συγκεκριμένα πώς κινούνται, πώς μετασχηματίζονται χημικά και πώς διασπώνται μέσα στο σώμα.
Μικροπλαστικά παντού, αλλά λίγες οι γνώσεις για την επιρροή τους
Η παγκόσμια παραγωγή πλαστικού ξεπερνά πλέον τους 460 εκατομμύρια τόνους ετησίως. Κάθε χρόνο, εκατομμύρια τόνοι μικροσκοπικών πλαστικών σωματιδίων απελευθερώνονται στο περιβάλλον.
Έχουν εντοπιστεί σε θαλάσσια ζώα, πτηνά, και σε ανθρώπινους ιστούς, όπως στο αίμα, στο ήπαρ και ακόμη και σε δείγματα εγκεφάλου. Εργαστηριακές μελέτες δείχνουν ότι η έκθεση μπορεί να συνδέεται με φλεγμονές, βλάβες οργάνων και αναπτυξιακές διαταραχές. Παρ’ όλα αυτά, υπάρχει ένα κενό γνώσης, το οποίο δεν έχει απαντηθεί ακόμηα, το πώς συμπεριφέρονται αυτά τα σωματίδια όταν βρεθούν μέσα σε έναν ζωντανό οργανισμό.
«Οι περισσότερες σημερινές μέθοδοι μάς δίνουν μόνο μια “στιγμιαία εικόνα”», εξηγεί ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Wenhong Fan. «Μπορούμε να μετρήσουμε πόσα σωματίδια υπάρχουν σε έναν ιστό, αλλά δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε άμεσα πώς ταξιδεύουν, πού συσσωρεύονται, πώς μεταβάλλονται ή πώς διασπώνται μέσα στο σώμα».
Οι συνήθεις τεχνικές ανίχνευσης, όπως η φασματοσκοπία υπερύθρου και η φασματομετρία μάζας, απαιτούν την καταστροφή των δειγμάτων ιστού για να γίνει ανάλυση. Έτσι, είναι αδύνατη η παρακολούθηση της συμπεριφοράς των σωματιδίων με την πάροδο του χρόνου.
Τι αλλάζει με τη νέα μέθοδο για τα μικροπλαστικά
Η απεικόνιση με φθορισμό προσφέρει μια πιθανή λύση, όμως οι υπάρχουσες τεχνικές «σήμανσης» συχνά αντιμετωπίζουν προβλήματα, καθώς το σήμα εξασθενεί, οι χρωστικές διαρρέουν ή η φωτεινότητα μειώνεται σε σύνθετα βιολογικά περιβάλλοντα.
Για να ξεπεράσουν αυτά τα εμπόδια, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μέθοδο σύνθεσης που ενσωματώνει τα φθορίζοντα συστατικά απευθείας στη μοριακή δομή του πλαστικού.
Αντί δηλαδή να «βάφουν» τα σωματίδια με μια εξωτερική χρωστική, ενσωματώνουν υλικά που εκπέμπουν φως μέσα στο ίδιο το πολυμερές. Η τεχνική βασίζεται σε υλικά που παρουσιάζουν το φαινόμενο της «εκπομπής λόγω συσσωμάτωσης» (aggregation-induced emission): λάμπουν πιο έντονα όταν τα μόριά τους συγκεντρώνονται.
Μ' αυτόν τον τρόπο, κατάφεραν να διατηρήσουν σταθερό το φωτεινό σήμα, να μειωθεί η απώλεια έντασης κατά την απεικόνιση και τα σωματίδια να παραμείνουν ορατά ακόμη και όταν διασπώνται σε μικρότερα κομμάτια.
Οι ερευνητές μπορούν να ρυθμίσουν τη φωτεινότητα, το χρώμα εκπομπής, το μέγεθος και το σχήμα των σωματιδίων. Αυτό επιτρέπει την παρακολούθηση ολόκληρου του «κύκλου ζωής» των μικροπλαστικών: από την είσοδο στον οργανισμό και τη μεταφορά τους, μέχρι τον μετασχηματισμό και την τελική αποδόμηση.
Μικροπλαστικά: Τι μπορεί να προκύψει από τη νέα έρευνα
Παρόλο που η μέθοδος βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο, βασίζεται σε καθιερωμένες αρχές της χημείας πολυμερών και της βιοσυμβατής φθορίζουσας απεικόνισης.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η δυναμική παρακολούθηση των μικροπλαστικών μπορεί να αποδειχθεί καθοριστική για να κατανοήσουμε πώς αλληλεπιδρούν με κύτταρα, ιστούς και όργανα, και τελικά για να εκτιμήσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τους οικολογικούς και υγειονομικούς κινδύνους.
«Η κατανόηση των διαδικασιών μεταφοράς και μετασχηματισμού των μικροπλαστικών μέσα στους οργανισμούς είναι απαραίτητη για την αξιολόγηση των πραγματικών κινδύνων», τονίζει ο Fan. «Η δυναμική παρακολούθηση θα μας επιτρέψει να ξεπεράσουμε την απλή μέτρηση της έκθεσης και να εμβαθύνουμε στους μηχανισμούς τοξικότητας».
Με πληροφορίες από το Shenyang Agricultural University, Science Daily
