Коллектив российских химиков из РХТУ имени Д.И. Менделеева, ИНЭОС имени А.Н. Несмеянова РАН, МГУ имени М.В. Ломоносова и ИБХ имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН создал вещество-сенсор для обнаружения ртути в клеточных тканях. Об этом сообщается в журнале Sensors.
Исследователи получили светящееся вещество, состоящее из двух фотоактивных фрагментов, которое пригодно для быстрого определения содержания ртути и её производных в самых разных биологических тканях вне зависимости от внешней среды.
Учёные отмечают, что новый сенсор значительно точнее многих существующих, так как не требует донастройки под каждый отдельный случай. Лабораторные эксперименты на клеточных культурах показали, что новое вещество подходит для определения сверхнизких концентраций ртути вплоть до десятков наномолей на литр.
Ртутные отравления очень опасны. Повреждается нервная система, ухудшаются зрение и слух, появляются галлюцинации и мышечные судороги, страдают когнитивные функции и растёт раздражительность. Теперь учёные могут определять уровень ртути в пище, в частности в рыбе и морепродуктах. Разработанный датчик ртути, утверждают учёные, обладает способностью определения концентрации веществ по совокупности нескольких оптических сигналов (такие вещества называются ратиометрическими сенсорами).
Особенностью нового датчика является возможность определения опасного элемента по совокупности нескольких сигналов в зависимости от интенсивности излучаемого света (люминесценции в разных диапазонах волн в зависимости от уровня обнаруженной ртути).
Подтверждение эффективности нового сенсора было получено в результате лабораторного эксперимента на живых клетках. Учёные культивировали клеточные культуры злокачественной опухоли человеческого лёгкого, а потом на 15 минут вносили их в раствор солей ртути, после чего промывали и вводили сенсорное соединение. Ему давали до десяти минут, чтобы проникнуть внутрь клеток, после чего облучали светом, возбуждая люминесценцию. Концентрацию ртути оценивали по интенсивности излучения.
Результаты дополнительных экспериментов показали, что новый сенсор не реагирует на присутствие катионов других элементов, таких как медь или свинец. Также удалось установить, что новый датчик нетоксичен, обладает высокой точностью и быстрым временем отклика. Такой чувствительности, по словам учёных, достаточно для определения критического содержания ртути в биологических тканях.
По данным доцента РХТУ и первого автора работы Павла Панченко, учёные расширят линейку подобных сенсоров. В их планах создание сенсорных веществ, чувствительных и к другим опасным для здоровья человека металлам.