Sistema di sensori per la valutazione della sicurezza delle nanoparticelle
Il progetto INSTANT (Innovative sensor for the fast analysis of nanoparticles in selected target products), finanziato dall’UE, ha cambiato questo status quo con un dispositivo conveniente, in funzione alle esigenze e integrato, per il rilevamento e la quantificazione di ENP, all’interno di campioni complessi come cibo e cosmetici. Gli scienziati hanno selezionato e prodotto diverse specie di ENP con varie proprietà, per l’analisi: ossido d’argento, aurico, di zinco e di titanio. I campioni testati hanno incluso alimenti, succhi di frutta e creme solari contenenti questi ENP. I ricercatori INSTANT hanno ottimizzato e standardizzato le tecniche di preparazione dei campioni per permettere una buona estrazione, rilevazione e identificazione degli ENP. Un grande successo è dato dallo sviluppo di un protocollo di estrazione generalizzato. Il Consorzio ha sviluppato e testato l’utilità di polimeri a stampo molecolare (MIP, molecularly imprinted polymers) e nanotubi di carbonio su misura (tailored carbon nanotubes, tCNT), come materiali per il rilevamento. Questi sono stati incorporati in elementi di riconoscimento per creare solide serie di sensori che consentono un rilevamento ottico ed elettrochimico label-free per la caratterizzazione fisico-chimica degli ENP. L’unità di rilevamento combina inoltre una fluidica avanzata con una cella a flusso modulare e facile da usare, facilitando la lettura parallela con strategie di rilevazione sia ottiche che elettrochimiche, su un unico trasduttore. Questo set-up innovativo permette la rilevazione simultanea di diverse specie di ENP. Gli scienziati hanno incorporato la preparazione dei campioni, il rilevamento e le unità di alimentazione elettronica in due prototipi per l’utilizzo sul campo e in laboratorio. Sono stati selezionati soltanto tCNT funzionalizzati per la valutazione prestazionale del prototipo, mediante l’utilizzo di campioni reali. L’integrazione di MIP si è rivelata troppo laboriosa, durante il periodo del progetto. In aggiunta, i prototipi incorporano software di elaborazione per la valutazione chemiometrica, nonché interfacce utente grafiche e di comunicazione. I risultati sono stati convalidati in un approccio interlaboratorio e i ricercatori hanno aggiornato i componenti INSTANT del dimostratore, per ottimizzare ulteriormente le prestazioni. I risultati del progetto sono stati ampiamente diffusi attraverso diverse pubblicazioni, conferenze, comunicati stampa, fiere e mostre, come anche per mezzo di materiali audio/video. In un primo momento, il team del progetto INSTANT ha creato con successo un dispositivo conveniente, completamente integrato e convalidato per il monitoraggio e l’analisi degli ENP presenti all’interno di prodotti cosmetici, cibo e bevande. Tali dispositivi sono utilizzabili ai fini dello sviluppo di norme di sicurezza basate sulle prove per assicurare un’esplicita etichettatura dei prodotti. Altre applicazioni includono sensori per il rilevamento di particelle tossiche o agenti patogeni nell’ambiente. Oltre ad aumentare la competitività del consorzio, gli utenti finali potranno godere di maggiore fiducia in quanto alla sicurezza dei prodotti contenenti ENP.
Parole chiave
Sensore, sicurezza, nanoparticelle ingegnerizzate, INSTANT, protocollo di estrazione, polimeri a stampo molecolare, nanotubi di carbonio su misura, prototipo
