01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Химия и науки о материалах
25 января

На основе ДНК создан эффективный детектор ванилина

ullstein bild/Indicator.Ru

Сотрудники научно-производственного комплекса «Технологический центр» создали биосенсор, позволяющий определять концентрации ванилина — одного из самых распространенных ароматизаторов пищевой промышленности. По словам ученых, прибор будет в несколько раз быстрее и дешевле используемых сегодня определителей. Исследования поддержаны Российским научным фондом, а результаты опубликованы в журнале Microchimica Acta.

Ванилин — главный компонент ванили, отвечающий за характерный «ванильный» аромат. Он обычно используется в качестве ароматизирующей добавки в напитках, хлебобулочных изделиях, шоколаде и других сладких продуктах. В свежих продуктах и молоке ванилин обладает противомикробными и противогрибковыми эффектами, а также антиоксидантной активностью, то есть защищает организм от токсического действия некоторых соединений кислорода, например, перекиси и свободных радикалов. Поэтому концентрацию ванилина следует тщательно контролировать во время производства продуктов питания.

«В пищевой промышленности для определения концентрации веществ часто используют такие методы изучения, как жидкая хроматография и масс-спектрометрия. Но эти методы обычно трудоемкие, дорогостоящие и требуют наличия целой лаборатории с громоздким оборудованием. Мы решили создать устройство с высокой чувствительностью, быстрое, дешевое и простое в использовании», — говорит Александр Кузнецов, начальник лаборатории научно-производственного комплекса «Технологический центр».

Сотрудники центра создали сенсор, который определяет нужное соединение на фоне других присутствующих в жидкости соединений. Эксперименты проводили на экстракте кофе, в который добавили ванилин.

Сенсор сделан на основе популярных в последнее время ДНК-аптамеров — коротких цепочек ДНК. Как известно, в таких цепочках последовательность нуклеотидов, из которых состоит цепочка, определяет, как будет выглядеть свернутая 3D-структура. Такая 3D-структура может выступать в роли «замка», к которому подходят определенные молекулы-«ключи», например, ванилин. Современные биотехнологии позволяют из множества комбинаций последовательностей нуклеотидов выбрать те, которые будут избирательно связываться именно с интересующей ученых молекулой. Сейчас такие конструкции, к примеру, помогают «узнавать» раковые клетки.

Кузнецов и его коллеги в своем исследовании подобрали аптамер, который избирательно может связываться с ванилином. Затем ученые покрыли этим аптамером поверхность созданного ими полевого транзистора. Это позволило получить миниатюрный датчик для химического анализа.

8e17ba360ac8173ec4c9fd6a66323c83581eeabc
Схема биосенсора
Alexander Kuznetsov, Natalia Komarova, Maria Andrianova, Vitaliy Grudtsov, Evgeniy Kuznetsov

«В современных микропроцессорах полевые транзисторы используются для реализации логических схем электронного устройства в двоичной системе. В современном процессоре количество транзисторов может достигать несколько десятков миллиардов. В наших работах мы делаем из полевых транзисторов химические датчики. Если несколько таких транзисторов-датчиков объединить с обычными полевыми транзисторами, то можно получить устройство, которое будет определять и анализировать многокомпонентный состав. И все это на чипе размером с ноготь», — рассказывает Александр Кузнецов.

Исследователи убеждены, что такие датчики могут использоваться для входного контроля сырья, например, свежести продуктов, или же в технологических процессах изготовления продуктов.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое