Проблема количества и качества воды год от года приобретает всё большую остроту. На фоне дефицита водных ресурсов, прогнозируемых ЮНЕСКО, и глобального загрязнения важно, чтоб питьевая вода оставалась доступной и при этом была максимально чистой. Почти ежегодно разрабатываются новые технологии, и только часть из них в силу разных причин находит практическое применение. Есть надежда, что разработка российских учёных воплотится на практике: они создали нужный сенсор для анализа чистоты воды, сообщается на сайте Российского научного фонда.

В Институте биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН (Саратов) и Саратовском государственном университете разработали биосенсор, который позволяет быстро, точно и без особых затрат определить концентрацию додецилсульфата натрия (SDS) в воде. Напомним, додецилсульфат натрия — высокоактивное чистящее средство, которое входит в состав большинства стиральных порошков, жидкостей для мытья посуды, шампуней, зубных паст. Кроме того, оно способно разрушать оболочку вирусных частиц, потому его активно применяют и в изготовлении антисептиков.

Спрос на SDS растет. Однако для мониторинга содержания этого вещества в воде существует множество методов, но они требуют дорогостоящего оборудования и времени. А мониторинг нужен, поскольку при попадании с водой в организм человека или животного, SDS может вызвать отравление, ослабить иммунитет или поспособствовать развитию опухолей. По нормам, доля этого вещества в питьевой воде не должна превышать 0,5 мг/л. По мнению учёных, новая система мониторинга сможет справиться с поставленной задачей.

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

Биосенсор на основе бактериальных клеток позволяет определить содержание SDS в воде с точностью до 0,01 мг/л, что значительно ниже официальных требований по содержанию этого вещества в питьевой (0,5 мг/л). Это говорит о том, что предложенную систему можно использовать для быстрого и высокоточного мониторинга состояния водоёмов.

Учёные собираются продолжить 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.