Микропластик сегодня попадает в организм человека самыми, казалось бы, неочевидными путями.  К примеру, вместе с рыбой и морепродуктами. А в овощи и фрукты крошечные частицы пластика могут угодить прямиком через сточные воды. Но накапливаются ли эти частицы в теле и наносят ли вред, до сих пор в значительной степени неизвестно. Чтобы получить ответы на эти злободневные вопросы, федеральное министерство образования и научных исследований Германии дало старт проекту "PlasMark" стоимостью 4,5 миллиона евро.

Исследования в рамках федеральной инициативы объединят три немецких центра инновационных компетенций: Институт плазменных исследований и технологий им. Лейбница в Грайфсвальде, центр "HIKE" при Университете медицины Грайфсвальда, а также центр "innoFSPEC" в Институте астрофизики им. Лейбница в Потсдаме (AIP). Команда физиков, биохимиков, биологов и фармацевтов задалась целью осуществить диагностику пластиковых частиц в тканях без маркировки. Первые результаты новый метод наблюдения и визуализации даст уже через два года. Он выявит, может ли присутствие микропластиковых частиц в организме способствовать возникновению таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

Показать изображение крупным планом

Закрыть

Для этого ученые среди прочего будут использовать методы астрофизики. Так, с помощью разработанного в Институте астрофизики спектрографа "Muse", способного создавать очень четкие изображения небесных тел, астрофизик Мартин Рот (Martin Roth) будет искать микропластик в человеческом организме. В AIP посредством уникального спектрографа Рот занимается так называемой Рамановской конфокальной спектроскопией, основанной на неупругом рассеянии фотонов. Эта технология, названная в честь индийского физика Рамана, обеспечивает чрезвычайно широкое поле зрения и эффективно подавляет атмосферные эффекты, будучи примененной в астрофизике.

В рамках проекта "PlasMark" Раман-спектроскопия позволит точно сопоставить частицы пластика с их исходным материалом: полиэтиленом, полистиролом или поливинилхлоридом. Для этого лазерный луч ученые направляют на образец, затем в рассеянном свете отображается характерная для конкретной субстанции картина спектральных линий – своего рода "отпечаток пальца" этого вещества, специалисты так и именуют это явление.

"Эта методика хорошо работает в отношении достаточно больших фрагментов пластика, но наша задача – обнаружить отпечатки даже мелких и мельчайших частиц, – поясняет Мартин Рот. – В клинике мы нацелены регулярно пропускать образцы тканей через устройство, которое с помощью метода Рамана выявит микрометры небольших пластиковых частиц".

С обычными Рамановскими микроскопами сканирование образцов тканей заняло бы от нескольких часов до нескольких дней. Потсдамские астрофизики намерены усовершенствовать визуализирующую Раман-спектроскопию до такой степени, чтобы идентифицировать частицы пластика за считанные минуты или секунды. Это позволит использование астрономических дальнобойных спектрографов. "В обсерваториях эта техника используется, чтобы сэкономить время наблюдения. Вместо того чтобы сканировать сложный объект долгие часы и дни, это удается сделать одним выстрелом", – говорит Рот.

Визуализация с помощью единственного снимка – достижение исследователей AIP. Эта процедура чрезвычайно затратная и до сих пор была доступна только астрономам. Отныне же она обретет междисциплинарное применение. Так, совместно со специалистами берлинской клиники Charité астрофизический спектрограф уже был использован для диагностики рака. "Мы рассматривали сложный объект не в телескоп, как обычно, а в микроскоп – чтобы отличить здоровые клетки кожи от раковых", – говорит Мартин Рот о своем ноу-хау.

Арина Попова