Передовые технологии. Новый биосенсор позволяет находить и уничтожать бактерии в воде
Исследователи создали инновационный биосенсор, способный не только обнаруживать опасные бактерии E. coli в воде, но и уничтожать их на месте.
Этот сенсор работает без внешнего источника питания, используя биотопливный элемент, аптамеры и механизм устранения бактерий, что делает процесс очистки воды более эффективным и доступным.
Традиционные методы анализа воды требуют сложного оборудования и профессиональных навыков, а биосенсоры, хотя и более удобны, обычно зависят от внешнего питания и склонны к деградации. Новый сенсор решает эти проблемы, используя ферментативную биотопливную ячейку, которая генерирует электричество при расщеплении глюкозы. Для повышения стабильности ферменты помещены в защитный металлоорганический каркас, предотвращающий их разрушение.
Для обнаружения бактерий используются антитела-аптамеры, которые связываются с частями внешней оболочки E. coli. Они работают в связке с наночастицами серебра, блокирующими доступ глюкозы к ферменту до момента выявления бактерий. Когда сенсор фиксирует присутствие E. coli, происходит окислительная реакция, создающая электрический сигнал, который сигнализирует о наличии бактерий.
Биосенсор не только фиксирует заражение, но и уничтожает бактерии благодаря высвобождению ионов серебра, обладающих мощным антимикробным эффектом. Это позволяет устранить до 99,9% бактерий в течение нескольких часов. Сенсор доказал свою эффективность даже при работе с реальными образцами воды, обеспечивая точность от 91,06% до 101,9% и сохраняющуюся работоспособность после нескольких циклов использования.
Несмотря на многообещающие результаты, исследователи отмечают необходимость дальнейших испытаний для оценки долгосрочной экологической безопасности. В частности, требуется изучить возможное накопление ионов серебра в окружающей среде и разработать механизмы контроля их высвобождения. Исследование опубликовано в журнале Advanced Functional Materials, и его результаты могут существенно изменить подход к обеспечению безопасной питьевой воды во всем мире.
