Onderzoekers van de North Carolina State University hebben de eerste draagbare technologie ontwikkeld die kan testen op cyanotoxinen in water. Het apparaat kan worden gebruikt om vier veelvoorkomende soorten cyanotoxinen te detecteren, waaronder twee waarvoor de U.S. Environmental Protection Agency (EPA) onlangs de laatste hand heeft gelegd aan criteria voor de kwaliteit van recreatief water.

Cyanotoxinen zijn giftige stoffen die worden geproduceerd door cyanobacteriën. Bij voldoende hoge niveaus, cyanotoxinen kunnen gezondheidseffecten veroorzaken, variërend van hoofdpijn en braken tot ademhalingsverlamming en overlijden.

De nieuwe technologie is in staat om vier veelvoorkomende soorten cyanotoxinen te detecteren:anatoxine-a, cylindrospermopsine, nodularine en microcystine-LR. Een van de redenen waarom de draagbare technologie bijzonder nuttig kan zijn, is dat EPA deze maand de waterkwaliteitscriteria voor zowel microcystine-LR als cylindrospermopsine in recreatiewateren heeft afgerond.

"Onze technologie is in staat om deze toxines te detecteren op de niveaus EPA die zijn vastgelegd in de waterkwaliteitscriteria, " zegt Qingshan Wei, een assistent-professor chemische en biomoleculaire engineering bij NC State en corresponderende auteur van een paper over het werk.

"Echter, het is belangrijk op te merken dat onze technologie deze cyanotoxinen nog niet kan detecteren op niveaus die zo laag zijn als de drinkwaterlimiet van de Wereldgezondheidsorganisatie. Dus, hoewel dit een nuttig instrument voor milieumonitoring is, en kan worden gebruikt om de kwaliteit van recreatiewater te beoordelen, het is nog niet levensvatbaar om de drinkwaterveiligheid te beoordelen."

Om te testen op cyanotoxinen, gebruikers plaatsen een druppel water op een aangepaste chip die is ontwikkeld in het laboratorium van Wei, steek het dan in een leesapparaat, ook ontwikkeld in het laboratorium van Wei, die verbinding maakt met een smartphone. De technologie is in staat om organische moleculen te detecteren en te meten die zijn geassocieerd met de vier cyanotoxinen, uiteindelijk de smartphone van de gebruiker voorzien van de cyanotoxineniveaus in het relevante watermonster. Het hele proces duurt vijf minuten.

"De lezer kostte ons minder dan $ 70 om te maken, elke chip kost minder dan een dollar, en we zouden beide nog goedkoper kunnen maken als we de productie zouden opschalen, " zegt Zheng Li, een postdoctoraal onderzoeker bij NC State en eerste auteur van het artikel.

"Onze huidige focus met deze technologie is om het gevoeliger te maken, zodat het kan worden gebruikt om de drinkwaterveiligheid te bewaken, " zegt Wei. "Meer in het algemeen, we geloven dat de technologie kan worden aangepast om te zoeken naar moleculaire markers die verband houden met andere verontreinigingen."