Opracowanie nowatorskiego urządzenia AQuaRam do pomiaru śladowych ilości farmaceutyków i mikroplastiku w wodzie

Symbol

FS272

Rok początku realizacji

2025

Opiekun

Anna Goławska, Agnieszka Bieńkowska

Tytuł projektu

Opracowanie nowatorskiego urządzenia AQuaRam do pomiaru śladowych ilości farmaceutyków i mikroplastiku w wodzie

Kod

WF2

Instytucja finansująca

Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej

Kierownik

prof. dr hab. Grzegorz Nałęcz - Jawecki

Przyznane środki ogółem TYLKO WUM

2 885 400,00

Przyznane środki ogółem NA WSZYSTKICH

11 198 376,00

Cel projektu

^{Projekt pt. „Opracowanie nowatorskiego urządzenia AQuaRam do pomiaru śladowych ilości farmaceutyków i mikroplastiku w wodzie” nr FENG.02.03-IP.05-0014/24 jest finansowany ze środków Programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki 2021–2027 (FENG), Priorytet 2. Środowisko sprzyjające innowacjom, Działanie 2.3 TEAM NET; Instytucja Pośrednicząca: Fundacja na rzecz Nauki Polskiej.}

Projekt zakłada opracowanie urządzenia AQuaRam bazującego na spektroskopii Ramana, w tym powierzchniowo-wzmocnionej spektroskopii Ramana (ang. SERS) 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 SERS (metoda detekcji), połączonej z dielektroforezą i mikroprzepływowym ekstraktorem; Lab-on-Chip, (techniki separacyjno-pułapkujące) z wykorzystaniem algorytmów automatycznej identyfikacji; AAI, (biblioteki spektralne). AQuaRam zostanie zaprojektowane tak, aby zapewnić możliwość jednoczesnej, multipleksowej detekcji co najmniej dziesięciu substancji, obejmujących m.in. powszechnie stosowane antybiotyki i środki przeciwbólowe. 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).

Oczekiwane rezultaty

Efektem projektu będzie opracowanie technologii pomiarowej zgodnej z obowiązującymi wymaganiami regulacyjnymi, w szczególności z wytycznymi do dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2020/2184 dotyczącymi jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Zastosowana metodyka analityczna będzie ponadto dostosowana do protokołów pomiarowych określonych w najnowszych międzynarodowych normach ISO, w tym ISO/DIS 16094-2. Proponowane w naszym Projekcie rozwiązanie AQuaRam pozwoli na automatyczny monitoring zanieczyszczeń farmaceutykami i mikroplastikami, a wynik pomiaru wody dostępny będzie po około 40 minutach, koszt analizy jednej próbki wody pod kątem multipleksowej detekcji będzie konkurencyjny w stosunku do kosztów obecnie stosowanych metod. Czułość oznaczeń farmaceutyków będzie sięgała nanogramów i urządzenie będzie zapewniało unikatowe możliwości detekcji zanieczyszczeń plastikiem w stężeniach nanogramowych i rozmiarach nanometrowych, tj. poniżej 100 nm. Powstaną biblioteki spektralne mikroplastików i farmaceutyków zintegrowane z modułem analitycznym urządzenia, które umożliwią szybkie porównywanie rejestrowanych widm z widmami referencyjnymi. Ich działanie wspierać będzie dedykowane oprogramowanie (oparte o m.in. algorytmy sztucznej inteligencji), pozwalające na automatyczną obróbkę danych, uśrednianie i normalizację widm oraz tworzenie krzywych kalibracyjnych dla ilościowej oceny stężenia mikrozanieczyszczeń. Połączenie techniki SERS, bibliotek spektralnych i algorytmów SI tworząc podstawę do wdrożenia systemów szybkiego monitoringu wód w skali krajowej i europejskiej, który będzie mógł być szeroko wykorzystywany w praktyce środowiskowej i zdrowotnej.