В мире химии

Детектор для обнаружения мышьяка в грунтовой воде

10 июля 2013

Высокое содержание мышьяка в грунтовой воде приводит к большому случаю отравления мышьяком в Индии и Бангладеше. Для возможности оценки качества воды исследователи из Китая разработали сенсор, способный к быстрому и точному обнаружению мышьяка в воде.

Сенсор, разработанный в группе Пей Жу (Pei Zhou), работает за счет использования связывающегося с мышьяком аптамера, наночастиц золота и катионного поверхностно-активного вещества.



Новый сенсор позволит организовать производство чистой питьевой воды. (Рисунок из Analyst, 2012, DOI: 10.1039/c2an35711a)

Аптамеры представляют собой синтетические одноцепочечные олигонуклеотиды РНК или ДНК, способные связываться с определенными молекулами-мишенями. Они применяются для определения в режиме реального времени таких тяжелых металлов, как свинец, ртуть и уран. Наночастицы золота обеспечивают колориметрический отклик в присутствии молекул-мишеней за счет перехода от диспергированного состояния к агрегированному. Катионные поверхностно-активные вещества приводят к агрегации частиц золота и могут осуществлять конкурентное связывание с аптамерами.

В отсутствии мышьяка специфичные к мышьяку аптамеры связываются с ПАВ, что препятствует агрегации наночастиц. Однако, при появлении в системе мышьяка комплексы аптамер-ПАВ разрушаются, происходит образование комплексов аптамер-As(III), происходит агрегация наночастиц золота, которую можно наблюдать по изменению цвета. Изменение цвета, вызванное этой агрегацией, зависит от концентрации мышьяка.

Невооруженным глазом с помощью разработанного биосенсора можно детектировать концентрации мышьяка до 40 миллиардных частей, автоматизированный анализ еще эффективнее – он может заметить мышьяк, даже если его концентрация 0,6 миллиардных долей. Жу уверен, что такие преимущества нового устройства как отсутствие необходимости в дорогом и сложном оборудования, экспрессность обнаружения (время определения мышьяка не превышает две минуты), а также высокая селективность к мышьяку позволяют говорить о том, что новая система сможет найти применение на большом количестве территорий, включая развивающиеся страны и сельскую местность.

Тодд Хэрроп (Todd Harrop) из Университета Джорджии, специалист по биохимии металлов и определению ионов тяжелых металлов, отмечает, что работа Жу кажется очень привлекательной из-за того, что в литературе по аналитической химии практически не описаны методы определения токсичного мышьяка на уровне миллиардных долей.

Жу с соавторами планирует использовать разработанную методику для обнаружения других токсичных тяжелых металлов – ртути, кадмия и серебра. В перспективе исследователи хотят интегрировать несколько биосенсоров в одну систему для одновременного обнаружения сразу нескольких мишеней.

Источник: Analyst, 2012, DOI: 10.1039/c2an35711a


метки статьи: аналитическая химия, биохимия, нанотехнологии

В мире химии

Другие новости

26 января 2016 Рентгеновское излучение может повредить металлопротеиды

Определение кристаллической структуры биомолекул, содержащих металл, таких как металлопротеиды, может быть проблематичным. Результаты нового исследования говорят, что рентгеновские лучи, применяющиеся для определения кристаллической структуры таких систем, могут повреждать окружение металла,...


10 сентября 2015 Click-химия оптимизирует синтез полимеров

Синтез полимеров с контролируемой длиной и стереохимией пока еще представляет собой ту область, в которой наука еще не может догнать и перегнать природу. Тем не менее, исследователи из Массачусетского Технологического...


26 июня 2013 В Ленобласти построят производство упаковки для яиц

Вчера правительство Ленобласти согласовало проект по строительству производства упаковки для яиц в Гатчинском районе компанией "Первая упаковочная фабрика". Инвестиции в завод составят более $7 млн. Потенциальные потребители продукции -- птицефабрики, занимающиеся производством яиц -- считают ...