Передові технології. Новий біосенсор дає змогу знаходити та знищувати бактерії у воді

Цей сенсор працює без зовнішнього джерела живлення, використовуючи біопаливний елемент, аптамери і механізм усунення бактерій, що робить процес очищення води більш ефективним і доступним.

Традиційні методи аналізу води вимагають складного обладнання та професійних навичок, а біосенсори, хоча й зручніші, зазвичай залежать від зовнішнього живлення і схильні до деградації. Новий сенсор вирішує ці проблеми, використовуючи ферментативний біопаливний осередок, який генерує електрику під час розщеплення глюкози. Для підвищення стабільності ферменти поміщені в захисний металоорганічний каркас, що запобігає їхньому руйнуванню.

Для виявлення бактерій використовуються антитіла-аптамери, які зв’язуються з частинами зовнішньої оболонки E. coli. Вони працюють у зв’язці з наночастинками срібла, що блокують доступ глюкози до ферменту до моменту виявлення бактерій. Коли сенсор фіксує присутність E. coli, відбувається окислювальна реакція, що створює електричний сигнал, який сигналізує про наявність бактерій.

Читайте також:

Біотехнології в дії. Учені розробили асфальт, який відновлюється сам по собі

Біосенсор не тільки фіксує зараження, а й знищує бактерії завдяки вивільненню іонів срібла, що мають потужний антимікробний ефект. Це дає змогу усунути до 99,9% бактерій протягом кількох годин. Сенсор довів свою ефективність навіть під час роботи з реальними зразками води, забезпечуючи точність від 91,06% до 101,9% і збережену працездатність після декількох циклів використання.

Незважаючи на багатообіцяючі результати, дослідники наголошують на необхідності подальших випробувань для оцінки довгострокової екологічної безпеки. Зокрема, потрібно вивчити можливе накопичення іонів срібла в навколишньому середовищі та розробити механізми контролю їхнього вивільнення. Дослідження опубліковано в журналі Advanced Functional Materials, і його результати можуть істотно змінити підхід до забезпечення безпечної питної води в усьому світі.