Токсичные вещества в почве и продуктах можно выявить с помощью бактериальных ферментов

Красноярские ученые создали биосенсор из ферментов бактерий для анализа безопасности почвы и продуктов питания. Он прост в использовании, чувствителен к различным токсичным химическим соединениям и быстро определит небезопасные загрязнители во фруктах и овощах. Результаты исследования опубликованы в журнале Talanta, кратко о них сообщила группа научных коммуникаций «Красноярского научного центра» СО РАН.

В основе биосенсора, созданного учеными «Красноярского научного центра» СО РАН и Сибирского федерального университета, биолюминесцентные ферменты светящихся бактерий. Анализ фиксирует изменения интенсивности свечения фермента под действием токсических примесей. Подавление свечения ферментов пропорционально количеству токсичных веществ в пробах. Такая реакция проходит быстро, она проста в выполнении и очень чувствительна к различным токсичным химическим соединениям, присутствующим в окружающей среде и пище.

Разработанные биолюминесцентные сенсоры способны распознать такие загрязнители пищевых продуктов, как тяжелые металлы (ионы цинка, меди, ртути и хрома) и пестициды (гексахлоран, хлорорганические пестициды, диазинон, дельтаметрин, циперметрин и сульфат меди) на уровнях их максимально допустимых концентраций. Ученые проверили биосенсоры на образцах томатов и огурцов, в которые были намеренно введены загрязняющие элементы.

«Уникальность разработанной нами схемы конструирования ферментативных сенсоров состоит в ее универсальности. Действительно, пользуясь данным алгоритмом можно разработать целую серию различных биосенсоров, основанную на использовании различных ферментов. Поскольку ферменты обладают избирательной чувствительностью к загрязнителям, в перспективе это позволит разработать комплекс биосенсоров для экотоксикологии, позволяющий быстро и точно ответить на вопрос о наличии токсичных веществ в пробах», — рассказала одна из авторов работы Елена Есимбекова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН.

Ученые отмечают, что разработанный биосенсор портативен: имеет небольшие размеры и вес менее 300 граммов. Поэтому он может быть использован для проведения анализов как в лаборатории, так и в полевых условиях. Все материалы и реагенты, используемые для изготовления сенсора, доступны и относительно недороги.