В водоемах вблизи мегаполисов растворены тысячи органических соединений, многие из которых вредны даже в небольших количествах. Например, бензапирен, который считается одним из самых токсичных соединений, ученые находили в речной воде и даже в каплях дождя. Он образуется при сгорании углеводородного топлива. В европейских странах вода считается загрязненной, если в литре растворено больше нанограмма бензапирена.
Выяснить, насколько загрязнена речная или питьевая вода, можно только в лаборатории. Но сейчас уже тестируются технологии, которые позволят создать компактные сенсоры, реагирующие на минимальное загрязнение. Исследователи из Саратовского госуниверситета, Гентского университета (Бельгия) и Мюнхенского технического университета попытались обнаружить след бензапирена с помощью полимеров с молекулярным импринтингом. У этих полимеров есть поры размером в несколько нанометров, в которые помещаются молекулы только определенных веществ. Подобные полимеры сейчас производят в основном для научных задач. Наталья Белоглазова из Гентского университета и Ирина Горячева из Саратовского университета синтезировали несколько полимеров, с порами которых могут контактировать только молекулы бензапирена.
Затем полимер наносили на золотой электрод для емкостного датчика. Если полимер улавливал молекулы, емкость конденсатора с золотым электродом менялась. Выяснилось, что сенсор определяет уровень загрязнения с высокой точностью – до нескольких нанограммов на литр. Для сравнения на электрод наносили антитела, способные ловить молекулы бензапирена. Чувствительность датчика с антителами оказалась выше, но такой сенсор менее пригоден для работы в уличных условиях, поясняют авторы в публикации в Talanta.
Новый датчик реагировал и на молекулы других схожих с бензапиреном углеводородов, однако исследователи не считают это недостатком, ведь такие вещества тоже вредны и их может быть много в окружающей среде. А вот необходимость очищать сенсор специальным раствором и возможность использовать его только несколько раз остаются пока серьезным минусом. Если его преодолеть, то в дальнейшем технология позволит создать детекторы карманного размера, способные предупреждать о содержании в воде токсичных веществ.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение