Instytut Podstawowych Problemów Techniki

FENG.02.03-IP.05-0014/24

2025-08-01 / 2028-07-31

Uczestnik konsorcjum - partner

FNP

FENG

02.03 TEAM NET (Nabór 1/2024)

Projekt jest finansowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, która jest Instytucją Pośredniczącą dla Działania 2.3 TEAM NET FENG, Programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki 2021-2027

Projekt zakłada opracowanie urządzenia AQuaRam bazującego na spektroskopii Ramana, do jakościowego i ilościowego monitorowania zanieczyszczeń wody wybranymi farmaceutykami i mikroplastikiem. Działające urządzenie ma zapewnić zgodność wyników z danymi opracowanych metod referencyjnych, tj. pirolizy z GC/MS dla mikroplastików i LC-MS/MS do oznaczania substancji czynnych farmaceutyków na poziomie 95% (czułość i powtarzalność oznaczeń).

Narastający problem związany ze wzrostem ilości zanieczyszczeń typu farmaceutyki oraz mikro i nanoplastikiem w środowisku i ich potencjalnie szkodliwy wpływ na organizmy żywe musi być intensywnie badany. Analiza jakościowa i ilościowa tych zanieczyszczeń wykazuje lukę metodologiczną. Przykładowo, aż 85% plastików o rozmiarach poniżej 20 μm jest obecnie poniżej granicy oznaczalności. Zalecanymi metodami do ich wykrywania mikro i nanoplastików są metody spektroskopowe (Raman i IR) oraz metody termoanalityczne; zgodnie z najnowszymi wytycznymi (marzec 2024) do dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2020/2184 oraz rozporządzeń wykonawczych do tej dyrektywy. Przedmiotem projektu jest opracowanie urządzenia AQuaRam do jakościowego i ilościowego monitorowania zanieczyszczeń wody wybranymi farmaceutykami i mikroplastikiem wskazywanymi do objęcia monitoringiem zgodnie z wymogami ww. nowych dyrektyw unijnych. Urządzenie będzie bazować na spektroskopii Ramana, w tym powierzchniowo-wzmocnionej spektroskopii Ramana; ang. SERS, (metoda detekcji), połączonej z dielektroforezą i mikroprzepływowym ekstraktorem; Lab-on-Chip, (techniki separacyjno-pułapkujące) z wykorzystaniem algorytmów automatycznej identyfikacji; AAI, (biblioteki spektralne).

Szczegółowe zadania w projekcie:

• Optymalizacja i modyfikacja podłoży SERS dedykowanych analizom farmaceutyków i mikroplastiku.
• Opracowanie modułu A: pułapkowanie mikro i nanoplastików metodą dielektroforetyczną oraz testowanie metody alternatywnej do spektroskopii i zgodnej z normami ISO-piroliza w połączeniu z Py-GC-MS.
• Opracowanie modułu B: ekstrakcja farmaceutyków z próbek wodnych oraz testowanie metody alternatywnej do spektroskopii zgodnej z normami ISO - chromatografia cieczowa ze spektrometrią mas (LC-MS/MS).
• Moduł C: multicyfrowa biblioteka spektralna wzorcowych widm SERS mikroplastików (panel A) i farmaceutyków (panel B) oraz algorytmy do automatycznej identyfikacji farmaceutyków i mikroplastiku (AAI).
• Prototyp rozwiązania – testy i walidacja przenośnego urządzenia AQuaRam do detekcji farmaceutyków i mikroplastików.

Opracowane w ramach projektu rozwiązanie AQuaRam będzie skierowane na rynku polskim do odbiorców bezpośrednich:
I. Firmy państwowe:

• Służby ochrony środowiska (Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska).
• Służby odpowiedzialne za jakość wód do spożycia (SANEPID).

II. Odbiorcy prywatni:

• Przedsiębiorstwa wodociągów i kanalizacji.
• Laboratoria komercyjne.

III. Laboratoria naukowe.

Zainteresowanie urządzeniem wiąże się również z rozporządzeniami UE nakładającymi w najbliższym czasie na w/w odbiorców obowiązek monitorowania stanu jakości wód pod kątem ilości substancji wskazanych w rozporządzeniach wykonawczych zgodnie z najnowszymi wytycznymi (marzec 2024) do dyrektywy (UE) 2020/2184. W świetle powyższych zarządzeń wszystkie kraje członkowskie UE, są rynkiem potencjalnych odbiorców urządzenia AQuaRam.