Ученые создали новый сенсор для выявления микродоз плесени в вине

Ученые создали новый сенсор для выявления микродоз плесени в вине

Российские ученые вместе с зарубежными коллегами создали биосенсор на основе графена и нуклеиновых цепочек для определения плесневых токсинов в вине. Сверхвысокая чувствительность и скорость работы устройства делает его отличной альтернативой дорогим и сложным классическим методам и рекордсменом среди датчиков в своем классе. Результаты работы опубликованы в журнале Biosensors & Bioelectronics.

Продукт, пораженный плесенью, нельзя употреблять в пищу, даже если убрать испорченную часть: к этому времени мицелий грибка уже пророс по всему объему и распространил микотоксины, опасные для здоровья человека и животных. Это касается и вина. Если сусло было заражено грибком, приготовленным из него напитком можно серьезно отравиться.

2

Ученые создали новый сенсор для выявления микродоз плесени в вине

Биосенсор на основе графена и нуклеиновых цепочек для определения плесневых токсинов в вине

Важно отслеживать наличие микотоксинов в вине еще до того, как оно окажется на прилавке магазина или на праздничном столе. Для этих целей традиционно используют высокоэффективную жидкостную хроматографию-масс-спектрометрию и иммуноферментный анализ, сообщил доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнологии» Национального исследовательского университета «МИЭТ» Иван Бобринецкий.

"Это высокоточные методы, но довольно трудоемкие и требующие привлечения специалиста. Вино, которое производится на крупных винодельнях, постоянно проходит такую проверку, но у домашних виноделов доступа к контрольному оборудованию может не быть. Мы предложили простой в использовании, быстрый и рекордно чувствительный биосенсор для определения микотоксинов", — рассказал он.

Ученые НИУ МИЭТ и Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН совместно с сербскими и американскими коллегами представили биосенсор на основе графеновых полевых транзисторов и аптамеров — коротких цепочек ДНК. Эти цепочки специфически связываются с наиболее встречающимся микотоксином – охратоксином А, который вырабатывают плесневые грибки из рода Аспергилл и Пеницилл.

При попадании в организм это вещество нарушает работу нервной и иммунной систем, почек, печени, а при частом употреблении может вызвать развитие раковых опухолей. Большая его опасность в том, что оно не может быть обезврежено ни химической обработкой, ни нагреванием.

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.

Ученые создали новый сенсор для выявления микродоз плесени в вине

Источник