Ученые создали экспресс-датчик для определения токсичности меда

12:00, 21 октября 2021

Прототипу быстрого анализатора необходимо ультрамалое количество продукта

Татьяна Свалова (слева) и руководитель исследовательской группы Алиса Козицина (справа) с коллегами разработали экспресс-датчик обнаружения нитробензола. Фото: Владимир Петров.

Первый в мире экспресс-метод обнаружения нитробензола — опасного токсина, которым могут быть заражены мед и другие популярные продукты питания — разработали специалисты Уральского федерального университета совместно с другими российскими учеными, сообщают РИА Новости. По словам авторов, разработка также отличается беспрецедентной точностью анализа. Исследование опубликовано в журнале Food Chemistry.

Нитробензол — чрезвычайно опасное соединение с сильным канцерогенным и мутагенным действием, трудно поддающееся химической нейтрализации. Он широко применяется в химической промышленности в качестве растворителя. Контроль содержания этого вещества в продуктах питания и окружающей среде, по словам ученых УрФУ, является важнейшей частью экологического мониторинга.

Один из продуктов питания, наиболее подверженный загрязнению нитробензолом, — мед. Вызвано это применением инсектицидов, используемых для защиты пчел и ульев от клещей.

Большинство методов определения уровня нитробензола в продуктах требуют длительной лабораторной работы, поэтому непригодны для быстрого анализа «на месте». Все больший практический интерес, как объяснили ученые, представляет разработка портативных аналитических устройств.

«Чувствительность и точность таких анализаторов определяется структурой „распознавателя“ — так называемого рецепторного слоя. Как правило, он состоит из ферментов, универсальных биологических катализаторов, которые наряду с некоторыми преимуществами имеют высокую стоимость и низкую химическую стабильность», — рассказала директор Инновационного центра химико-фармацевтических технологий УрФУ Алиса Козицина.

Специалисты университета разработали синтетический рецептор в качестве замены системам на основе ферментов, а также создали основанный на нем прототип портативного анализатора. Принцип его действия основан на применении органических соединений класса диазинов: эти вещества способны избирательно взаимодействовать с нитробензолом, «вытягивая» его из анализируемой пробы на электрод электрохимического датчика. По словам создателей, новый метод отличается исключительной чувствительностью и минимальными трудозатратами на подготовку проб.

«В отличие от оптических спектральных анализаторов, применяемых сейчас для поиска нитробензола, электрохимические датчики миниатюрны, просты в изготовлении и требуют ультрамалое количество анализируемого продукта. Наша распознающая система и прототип электрохимического датчика не имеют прямых аналогов в мире», — отметила доцент УрФУ Татьяна Свалова.

С помощью нового подхода исследователи УрФУ смогли обнаружить в некоторых коммерческих образцах меда небезопасные количества нитробензола, пропущенные при анализе принятыми методами.

Важное достоинство нового метода — возможность реализации как в стационарных лабораториях, так и виде портативных устройств. Разработка будет востребована не только в экологическом мониторинге и контроле качества продуктов питания, но и в промышленности, например, при производстве косметики, уверены ученые.

Работы проводились совместно со специалистами Института органического синтеза УрО РАН. В дальнейшем научный коллектив намерен продолжить как фундаментальные исследования в этой области, так и разработку новых аналитических систем для работы с опасными химикатами и лекарственными средствами.