Новости химической науки > Индикаторы на тяжелые металлы

Исследователи из Китая разработали сенсор, с помощью которого можно обнаружить наличие ионов тяжелых металлов в образце по простому изменению окраски.

При увеличении концентрации ионов ртути в образце окраска сенсора меняется от красной до синей. (Рисунок из Nanoscale, 2012, DOI: 10.1039/c2nr31601c)

Ионы таких тяжелых металлов, как свинец и ртуть, представляют собой опасность для окружающей среды, а при попадании в питьевую воду, могут вызывать существенные проблемы для здоровья, поэтому разработка простых и надежных методов определения содержания ионов тяжелых металлов в образцах воды является актуальной задачей.

Существующие методы обнаружения ионов тяжелых металлов, как правило, не могут обойтись без применения дорогостоящего оборудования, хорошо подготовленного технического персонала, а также требует больших затрат времени. В последнее время внимание исследователей, разрабатывающих методы определения ионов тяжелых металлов в полевых условиях, вне лаборатории, было приковано к потенциальной возможности применения аптамеров.

Аптамеры представляют собой одноцепочечные молекулы ДНК или РНК, которые, как было показано ранее, способны к обратимому связыванию со свинцом или ртутью. Уже было разработано несколько видов сенсоров, в составе которых используются аптамеры, однако для большинства таких сенсоров необходимы достаточно сложные процедуры введения меток, или для их использования необходимы довольно сложные системы детектирования аналитического сигнала.

Чжунцзе Гао (Zhongze Gu) с коллегами разработал простой в изготовлении и использовании сенсор, скомбинировав аптамеры с пленкой из гидрогеля с коллоидными фотонными кристаллами [colloidal photonic crystal hydrogel (CPCH)]. Сенсор обладает красным цветом, однако при контакте с ртутью или свинцом приобретает синюю окраску. В результате связывания с ионами металла меняется конформация аптамера, что, в свою очередь, вызывает изменение цвета кристаллов.

Рисунок из Nanoscale, 2012, DOI: 10.1039/c2nr31601c

Специалист по материалам для сенсоров, Габриэла Телипан (Gabriela Telipan) поясняет, что специфическое связывание ионов тяжелых металлов и поперечная сшивка одноцепочечных аптамеров в гидрогеле с коллоидными фотонными кристаллами приводит к сжатию геля, при этом изменяются параметры фотонных кристаллов и наблюдается «синее смещенеи» структурных цветов гидрогеля.

Сенсор прост в использовании, и не требует специального оборудование, поскольку изменение цвета можно наблюдать невооруженным глазом. Гу обещает, что в будущем исследователи из его группы планируют адаптировать сенсор для определения других аналитов – лекарственных препаратов, пищевых добавок и пестицидов, в перспективе планируя разработать систему для одновременного обнаружения сразу нескольких аналитов.

Источник: Nanoscale, 2012, DOI: 10.1039/c2nr31601c

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #новые материалы, #химия полимеров