Una tecnologia lab-on-a-chip dà inizio a una nuova era per l’analisi delle acque
I metalli pesanti sono componenti chimici altamente tossici e non biodegradabili. Anche se esistono in natura, la maggior parte della contaminazione e dell’esposizione a livello ambientale derivano da attività umane come l’industria mineraria, la produzione industriale e l’agricoltura. «L’acqua potabile rimane la principale fonte di esposizione umana», osserva il coordinatore del progetto PANDa Clément Nanteuil, amministratore delegato di Klearia, un'impresa francese. «Ciò ha portato a normative più rigorose sull’acqua potabile e ha dato impulso alla ricerca di metodi analitici più rapidi e sensibili in grado di rilevare efficacemente i metalli pesanti anche sotto forma di tracce». Tuttavia, gli attuali metodi di monitoraggio in laboratorio sono spesso dispendiosi in termini di tempo e denaro. I tempi possono variare da alcune settimane a qualche mese a causa della necessità di trasporto, pre-trattamento ed elaborazione dei dati del campione. D’altra parte, il monitoraggio in loco in tempo reale non è sempre affidabile e richiede manutenzione e operatori qualificati. E mentre i kit di test di fascia bassa sono disponibili in commercio come soluzione alternativa, la loro accuratezza analitica è generalmente bassa rispetto all’analisi di laboratorio. «Abbiamo riscontrato un chiaro bisogno di un migliore monitoraggio della qualità dell’acqua», aggiunge Nanteuil. «I metodi di laboratorio esistenti sono troppo lenti per le risposte rapide, i kit di test non sono abbastanza sensibili per l’uso industriale, mentre i costi, l’affidabilità e la manutenzione dei sistemi in loco rimangono insoddisfacenti».
Test affidabili e accurati
Per far fronte a queste sfide, Klearia ha sviluppato PANDa, un dispositivo portatile progettato per rilevare metalli pesanti tossici e inquinanti nell’acqua a concentrazioni estremamente basse. «Abbiamo riconosciuto che esisteva un divario tecnologico nel quale potevamo posizionarci», spiega Nanteuil. «Volevamo riunire i vantaggi delle tre tecniche attuali in un’unica soluzione». Il dispositivo consente agli utenti di quantificare in modo affidabile i metalli microinquinanti in tempo reale, rendendo possibili risposte immediate. La calibrazione e la pulizia delle apparecchiature tra una misurazione e l’altra sono automatizzate per evitare errori umani. «Il monitoraggio rapido e accurato della qualità dell’acqua è reso possibile grazie al nostro lab-on-a-chip brevettato», afferma Nanteuil. «Questo è basato su tecnologia microfluidica. Tracce di microinquinanti possono essere rilevate a concentrazioni estremamente basse, a partire da appena 1 parte per miliardo. Non è richiesta alcuna conoscenza tecnica per utilizzare l’analizzatore o interpretare i risultati».
Un nuovo potenziale di mercato
La prossima sfida per Klearia è quella di portare l’innovazione sul mercato, che è stato il punto di partenza del progetto PANDa. Gli obiettivi chiave di questo progetto di 6 mesi comprendevano l’esecuzione di test con gli utenti finali e l’identificazione del potenziale di mercato. Sono stati condotti test sull’acqua proveniente da una serie di siti, tra cui fornitori di acqua, impianti di acqua in bottiglia e suolo contaminato. «I risultati sono stati molto positivi», osserva Nanteuil. «Il feedback è stato utile, perché ha sottolineato la necessità di testare fino a 10 metalli». Le discussioni con gli utenti finali hanno inoltre permesso all’azienda di migliorare parti del sistema di automazione. «Anche il dialogo con l’industria è stato importante perché non è sempre facile per le aziende accettare l’esistenza di un problema di inquinamento», aggiunge Nanteuil. «Ci vorrà del tempo per alcuni dei nostri potenziali clienti per comprendere il ritorno sull’investimento da un’analisi più efficiente dell’acqua. Per questo abbiamo bisogno di condurre altri casi di studio». Mentre la pandemia da COVID-19 ha per il momento congelato l’attività commerciale, sono in corso discussioni con potenziali clienti. «Stiamo anche studiando altri settori come l’industria mineraria, la rigenerazione del suolo, la depurazione e l’acquacoltura», afferma Nanteuil. «La nostra tecnologia potrebbe essere utilizzata per rilevare altre sostanze chimiche come pesticidi e residui di farmaci. Siamo fiduciosi che la nostra tecnologia diventerà il prossimo punto di riferimento nel monitoraggio delle acque».
Parole chiave
PANDa, acqua, contaminazione, metalli, tossico, estrazione, agricoltura, in bottiglia, microfluidica, microinquinanti
