Ученые МИЭТ приняли участие в разработке датчика по оценке качества вина
Ученые МИЭТ и Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН совместно с сербскими и американскими коллегами представили биосенсор на основе графена и нуклеиновых цепочек, позволяющий определить, есть ли в вине даже малейшая доля плесневых токсинов.
– Важно отслеживать наличие микотоксинов в вине еще до того, как оно окажется на прилавке магазина или на праздничном столе. Для этих целей традиционно используют высокоточные, но весьма трудоемкие методы, – сообщил доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнологии» МИЭТ Иван Бобринецкий.
Вино, которое производится на крупных винодельнях, постоянно проходит такую проверку, но у домашних виноделов может не быть доступа к контрольному оборудованию. Новое устройство в виде биосенсора позволяет быстро и точно определить наличие микротоксинов.
Датчик представляет собой кремниевую подложку с металлическими дорожками. На них перенесен слой графена, а на него химически «подвешены» аптамеры. Принцип работы биосенсора основан на том, что аптамеры при связывании с охратоксином изменяют свою конфигурацию (наподобие сворачивания в спираль в цепочке ДНК). Этого оказывается достаточно, чтобы повлиять на количество путешествующих электронов в графене.
В результате изменяются электрические свойства материала, что можно увидеть при помощи специальных измерительных приборов, подключенных к биосенсору. Чем выше концентрация определяемого вещества в образце, тем сильнее будет сигнал.
Получившиеся чипы поместили в крошечные контейнеры, куда можно налить исследуемый образец – достаточно всего лишь капли. Авторы опробовали разработку на предварительно загрязненном охратоксином А красном и белом вине. Биосенсоры смогли обнаружить рекордно низкие концентрации вещества. Сигнал появлялся уже менее, чем через минуту, а в некоторых случаях – через 10 секунд.
– Наши биосенсоры показали рекордные скорость и точность выявления охратоксина А по сравнению с другими существующими устройствами. Пробоподготовка образцов максимально проста, калибровка не требуется, а очистка чипов не представляет сложностей. Разработанный биосенсор содержит 30 графеновых датчиков. Набор аптамеров можно расширить, чтобы определять больше опасных для человека соединений за раз, – отметил Иван Бобринецкий.