Высокоточный мониторинг: российские учёные создали биосенсор для оценки качества воды

Учёные из Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН (Саратов) и Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевскогo разработали биосенсор, который позволяет быстро, точно и без особых затрат определить концентрацию додецилсульфата натрия (SDS) в воде. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда.

Исследование поддержано грантом фонда, результаты работы опубликованы в World Journal of Microbiology and Biotechnology.

В качестве основы для биосенсора исследователи взяли бактерии Herbaspirillum lusitanum. Эти микроорганизмы используют SDS в качестве единственного источника углерода, необходимого для их жизнедеятельности.

• Gettyimages.ru

Клеточная мембрана бактерий преобразует химические и физические сигналы из окружающей среды в электрические. С помощью датчиков учёные измерили и сравнили эти сигналы у клеточной мембраны в состоянии покоя с теми, которые возникают при взаимодействии с SDS. Оказалось, что добавление в среду для культивирования всего 0,01 мг/л додецилсульфата натрия снижало силу электрического сигнала клеточной мембраны бактерий на 14% по сравнению с исходным значением. Рост концентрации реагента увеличивал эту разницу. По словам учёных, измеряя таким образом электрические сигналы, можно определять количество SDS в воде.

«Мы разработали биосенсор на основе бактериальных клеток, который позволяет определить содержание SDS с точностью до 0,01 мг/л, что значительно ниже официальных требований по содержанию этого вещества в питьевой (0,5 мг/л) и технической (1,0 мг/л) воде. Это говорит о том, что предложенную систему можно использовать для быстрого и высокоточного мониторинга состояния водоёмов», — рассказала в комментарии RT руководитель проекта, кандидат биологических наук, сотрудник Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН Наталья Величко.

Напомним, додецилсульфат натрия — высокоактивное чистящее средство, которое входит в состав большинства стиральных порошков, жидкостей для мытья посуды, шампуней и зубных паст. Со сточными водами оно попадает в водоёмы. Додецилсульфат натрия в значительных концентрациях пагубно воздействует на экологию. А употребление воды с большим содержанием SDS может привести к токсическому отравлению организма и серьёзным заболеваниям.

• АГН «Москва»

По оценкам специалистов, использование додецилсульфата натрия растёт. Для мониторинга содержания этого вещества в воде существует множество методов, однако они требуют дорогостоящего оборудования и времени. Исследователи считают, что альтернативой могут стать биосенсоры на основе бактерий.

Учёные собираются продолжить свои исследования в этом направлении, чтобы в будущем запустить биосенсор на основе бактерий Herbaspirillum lusitanum в производство. Также они планируют на основе других штаммов микроорганизмов разрабатывать новые варианты биосенсоров для различных загрязнителей.