Экспресс-датчик для определения токсичности продуктов питания и косметики

Российские ученые из Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) и Института органического синтеза УрО РАН создали экспресс-датчик для обнаружения нитробензола в продуктах питания и косметике. Датчик не только требует для анализа ультрамалого количества материала, но и обеспечивает беспрецедентную точность. Он обнаруживает присутствие нитробензола, опасного токсина, который может загрязнять мед и другие популярные продукты, за считанные минуты. Описание разработки опубликовано в журнале Food Chemistry.

Нитробензол - чрезвычайно опасное соединение с сильным канцерогенным и мутагенным действием, которое трудно химически нейтрализовать. Он широко используется в химической промышленности в качестве растворителя.

Контроль содержания этого вещества в продуктах питания и окружающей среде является важной частью экологического мониторинга. Одним из наиболее подверженных загрязнению нитробензолом продуктов питания является мед. Это вызвано использованием инсектицидов, используемых для защиты пчел и ульев от клещей.

Большинство методов определения уровня нитробензола в продуктах требуют длительной лабораторной работы и поэтому не подходят для быстрого анализа на месте. Как пояснили ученые Уральского федерального университета, разработка портативных аналитических приборов приобретает все больший практический интерес.

«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», - отметила руководитель исследовательской группы, профессор УрФУ Алиса Козицына.

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

«В отличие от оптических спектральных анализаторов, используемых в настоящее время для поиска нитробензола, электрохимические сенсоры миниатюрны, просты в изготовлении и требуют сверхмалого количества анализируемого продукта. Наша система распознавания и прототип электрохимического сенсора не имеют прямых аналогов в мире, - отметила доцент УрФУ Татьяна Свалова.

Используя новый подход, исследователи смогли обнаружить небезопасные количества нитробензола в некоторых образцах коммерческого меда, которые не были учтены при анализе принятых методов. Важным преимуществом нового метода является возможность реализации, как в стационарных лабораториях, так и в виде портативных устройств. Разработка будет востребована не только в сфере экологического мониторинга и контроля качества продуктов питания, но и в промышленности, например, в производстве косметики, уверены ученые.

Команда исследователей планирует сделать сенсоры универсальными и широко распространенными. При этом они хотят продолжить как фундаментальные исследования в этой области, так и разработку новых аналитических систем для работы с опасными химическими веществами и лекарствами.