Smartwatch-achtig prototype kan op een dag microplastics in het menselijk lichaam detecteren

Microplastics zijn de lucht, de watervoorraad en zelfs de menselijke bloedsomloop en hersenen binnengedrongen. Hoewel sommige onderzoeken een verband suggereren tussen deze minuscule deeltjes en ontstekingen en stofwisselingsstoornissen, vereist het opsporen van menselijke blootstelling momenteel invasieve en dure bloedafnames. Om een niet-invasief alternatief te bieden, hebben onderzoekers van de Universiteit van Tartu in Estland SWAN ontwikkeld, een smartwatch-achtig prototype dat ontworpen is om kunststoffen direct via de huid te identificeren.

Het prototype maakt gebruik van een techniek genaamd spectrometrie, die analyseert hoe verschillende materialen met licht reageren. Door specifieke golflengtes licht in het lichaam te schijnen en te meten hoe het licht terugkaatst, kunnen de sensoren de unieke optische patronen van gewone kunststoffen identificeren. Het apparaat detecteert met succes deeltjes zo klein als een zoutkorrel en werkt consistent bij verschillende huidtinten zonder de standaard draagbare gezondheidsmonitoren, zoals het bijhouden van de hartslag, te verstoren.

Het systeem is volledig opgebouwd uit standaardonderdelen en kost ongeveer $105. De interne hardware bestaat uit een ESP32-WROOM-32E microcontroller, een AS7265X miniatuurspectrometer en drie LED's.

In plaats van het apparaat meteen op mensen te testen, valideerde het onderzoeksteam de technologie met behulp van kunstmatige huid en biologische weefselmodellen van gelatine en varkenshuid. In een privé e-mailcorrespondentie, in antwoord op onze vraag waarom er een kunstmatig model werd gebruikt in plaats van onmiddellijke testen op mensen, legde hoofdonderzoeker Kevin Post het volgende uit:

"Het apparaat gebruikt een spectrum van verschillende golflengtes, waaronder delen van het UV-spectrum. We wilden zien hoeveel elk van deze verschillende golflengtes bijdraagt aan de meetnauwkeurigheid. Hoewel onze experimenten lage UV-intensiteiten gebruikten, is het bekend dat overmatige blootstelling aan UV met een hoge intensiteit kan leiden tot nadelige gezondheidseffecten. Zoals gebruikelijk is bij de ontwikkeling van wearables, verzekeren we de veiligheid eerst met gecontroleerde tests op fantomen - materialen die de optische eigenschappen van menselijk weefsel nabootsen."

Met deze beperkingen in het achterhoofd is de technologie waarschijnlijk nog ver verwijderd van een wijdverspreide toepassing. In de toekomst zou deze technologie naadloos geïntegreerd kunnen worden in alledaagse slimme ringen en horloges, zodat de gemiddelde persoon moeiteloos zijn persoonlijke blootstelling aan plastic kan controleren.