Бактеріальний біосенсор швидко висвічує пестициди в продуктах харчування,- вчені
Красноярські вчені створили біосенсор з ферментів бактерій для аналізу безпеки ґрунту і продуктів харчування. Він простий у використанні, чутливий до різних токсичних хімічних сполук і точно визначить небезпечні забруднювачі у фруктах і овочах.
Робота виконана в рамках спільного проекту РФФІ, уряду Красноярського краю і Красноярського крайового Фонду науки, № 20-44-242001. Опублікована в журналі Talanta.
Ґрунт і пов'язані з нею рослинні продукти можуть накопичувати потенційно небезпечні для людини сполуки. Токсиканти при попаданні в живі організми перешкоджають молекулярним процесам, а також запускають каскад непередбачуваних ефектів, що призводять до проблем зі здоров'ям.
Тому одним з пріоритетів є оцінка рівня забруднення і розробка високочутливих недорогих і відносно простих методів аналізу навколишнього середовища і харчових продуктів на наявність токсичних речовин.
Вчені Фіц "Красноярський науковий центр СО РАН" спільно з колегами з Сибірського федерального університету розробили біолюмінесцентні біосенсори для оцінки токсичного забруднення в ґрунті і харчових продуктах. В якості розпізнаючих елементів таких сенсорів використовуються ферменти, високочутливі до дії всіляких токсикантів.
В основі біосенсора біолюмінесцентні ферменти бактерій які світяться. Сам аналіз фіксує зміни інтенсивності світіння ферменту під дією токсичних домішок. Якість аналізованих зразків оцінюється за силою впливу на світловий сигнал. Придушення світіння ферментів пропорційно кількості токсичних речовин в пробах. Така реакція проходить швидко, вона проста у виконанні і дуже чутлива до різних токсичних хімічних сполук, присутніх в навколишньому середовищі і їжі.
Розроблені біолюмінесцентні сенсори здатні розпізнати такі забруднювачі харчових продуктів як важкі метали (іони цинку, міді, ртуті і хрому) і пестициди (гексахлоран, хлорорганічні пестициди, діазинон, дельтаметрин, циперметдрин і сульфат міді) на рівнях їх максимально допустимих концентрацій.
Вчені перевірили біосенсори на зразках томатів і огірків, в які були навмисно введені забруднюючі елементи. Додані токсиканти зменшували світіння біосенсорів.
"Аналіз вмісту токсичних речовин у складних середовищах вимагає подолання ряду труднощів, у тому числі врахування впливу природних компонентів у зразку на функціонування розпізнаваючого ферменту. Розроблений алгоритм дозволяє врахувати цей вплив, і навіть мінімізувати його для досягнення більш точних результатів. Подібні біосенсори застосовані для вирішення цілого ряду завдань, наприклад, для проведення комплексної оцінки безпеки фруктів і овочів. Унікальність розробленої нами схеми конструювання ферментативних сенсорів полягає в її універсальності. Дійсно, користуючись даним алгоритмом можна розробити цілу серію різних біосенсорів, засновану на використанні різних ферментів. Оскільки ферменти мають виборчу чутливість до забруднювачів у перспективі це дозволить розробити комплекс біосенсорів для екотоксикології, що дозволяє швидко і точно відповісти на питання про наявність токсичних речовин у пробах", - розповіла одна з авторів роботи, старший науковий співробітник Інституту біофізики Фіц КНЦ СО РАН кандидат біологічний наук Олена Миколаївна Єсімбекова.
Вчені відзначають, що розроблений біосенсор портативний – має невеликі розміри і вагу менше 300 грам. Тому він може бути використаний для проведення аналізів як в лабораторії, так і в польових умовах. Всі матеріали та реагенти, що використовуються для виготовлення сенсора, доступні і відносно недорогі. Це дозволяє застосовувати розробку в якості системи раннього попередження та оцінки безпеки фруктів і овочів.
Також читайте: