Les microplastiques et les nanoplastiques, beaucoup plus petits, pénètrent dans le corps humain de diverses manières, par exemple par l’intermédiaire des aliments ou de l’air que nous respirons. Une grande partie est excrétée, mais une certaine quantité reste dans les organes, le sang et d’autres fluides corporels.
Dans le cadre du projet-passerelle FFG Nano-VISION, lancé il y a deux ans en collaboration avec la start-up BRAVE Analytics, une équipe dirigée par Harald Fitzek de l’Institut de microscopie électronique et de nano-analyse de l’Université technique de Graz (TU Graz) et un ophtalmologue de Graz se sont demandé si les nanoplastiques jouaient également un rôle en ophtalmologie.
Les partenaires du projet ont maintenant pu développer une méthode pour détecter et quantifier les nanoplastiques dans les fluides corporels transparents et déterminer leur composition chimique. Pour illustrer l’application de cette méthode, l’équipe de recherche examine si les lentilles intraoculaires libèrent des nanoplastiques. Aucune étude de ce type n’a été réalisée à ce jour et les premiers résultats ont déjà été soumis à une revue scientifique.
La lumière laser diffusée révèle la concentration et la composition
Les micro et nanoplastiques sont détectés en deux étapes. La plate-forme de capteurs développée par BRAVE Analytics aspire le liquide à analyser et le fait passer dans un tube de verre. Un laser faiblement focalisé est alors projeté à travers le liquide, dans le sens de l’écoulement ou à contre-courant. Si la lumière touche des particules, l’impulsion laser les accélère ou les ralentit – les particules les plus grosses plus fortement que les plus petites. Les différentes valeurs de vitesse permettent de tirer des conclusions sur la taille des particules et leur concentration dans le liquide. Cette méthode, appelée induction de force optofluidique, a été mise au point par Christian Hill de BRAVE Analytics à l’université de médecine de Graz.
Ce qui est nouveau, c’est la combinaison de l’induction de force optofluidique avec la spectroscopie Raman. Désormais, le spectre de la lumière laser diffusée par les particules individuelles dans le liquide est également analysé. Une petite partie de la lumière, appelée diffusion Raman, a une fréquence différente de celle du laser lui-même et permet donc de tirer des conclusions sur la composition des particules. « Selon le matériau des particules focalisées, les valeurs de fréquence sont légèrement différentes dans chaque cas et révèlent ainsi la composition chimique exacte », explique Harald Fitzek, expert en spectroscopie Raman. « Cela fonctionne particulièrement bien avec les matériaux organiques et les plastiques.
Lentilles intraoculaires : Tests sur la présence éventuelle de nanoparticules
L’Institut de microscopie électronique et de nano-analyse mène actuellement d’autres études pour déterminer dans quelle mesure les lentilles intraoculaires produisent des nanoplastiques spontanément, après une contrainte mécanique ou lorsqu’elles sont exposées à l’énergie laser. Les résultats de ces tests sont extrêmement importants pour les chirurgiens ophtalmologues et les fabricants de lentilles et seront publiés dans une revue scientifique.
« Notre méthode de détection des micro- et nanoplastiques peut être appliquée à des liquides organiques clairs tels que l’urine, le liquide lacrymal ou le plasma sanguin », explique Harald Fitzek. « Toutefois, elle convient également à la surveillance continue des flux liquides dans l’industrie, ainsi qu’aux eaux potables et usées. »
Légende illustration : La plateforme de capteurs détecte les particules nanoplastiques dans les liquides à l’aide d’une lumière laser. Source de l’image : Lunghammer – TU Graz
Article : « Optofluidic Force Induction Meets Raman Spectroscopy and Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry: A New Hyphenated Technique for Comprehensive and Complementary Characterizations of Single Particles » – DOI : 10.1021/acs.analchem.3c04657
