Mėlyna skirta biologiniam pavojui

Tyrėjai rugpjūčio 17 d. Mokslas žurnalas.

Viskonsino universitete sukurtas jutiklis naudoja skystuosius kristalus aplinkos teršalams aptikti.

Tai yra tiesioginė vizualinė indikacija, kuriai nereikia elektros energijos, technologijosreview.com sakė tyrimo vadovas Nicholas Abbott. Tai pakankamai paprasta, kad galėtų būti naudojama asmeniniam stebėjimui.

Įeikite į griovelį

Abbott prietaisą sudaro trys komponentai: apatinis aukso sluoksnis, margintas nanoskalės grioveliais, tame sluoksnyje įterptos receptorių molekulės ir viršutinis skystųjų kristalų sluoksnis, pritvirtintas prie receptorių laisva vandenilio jungtimi. Ši jungtis kontroliuoja skystųjų kristalų orientaciją, kuri lemia jų išvaizdą žmogaus akiai.

Kai jutiklis susiduria su tiksliniu junginiu (pavyzdžiui, toksiškomis dujomis), tas junginys sudaro stiprų ryšį su receptorių molekulėmis, suardydamas silpnus skystųjų kristalų vandenilio ryšius. Staiga išsilaisvinę skystieji kristalai orientuojasi išilgai aukso sluoksnio griovelių, o tai keičia jutiklio išvaizdą. Kai tikslinio junginio nebėra, skystieji kristalai vėl prisijungia prie receptorių ir jutiklio išvaizda normalizuojasi.

Savo eksperimente Abbottas ir jo kolegos receptoriams naudojo karboksirūgšties grupes. Rūgščių grupės sudarė silpną ryšį su skystųjų kristalų sluoksniu, bet stiprų ryšį su nuodingu tiksliniu junginiu heksilaminu.

Šis metodas, vadinamas konkurenciniu įrišimu, padeda įrenginiui išvengti klaidingų teigiamų rezultatų. Jutiklis atskyrė tikslinį junginį nuo alkoholio, heksanų, vandens garų ir kitų cheminių medžiagų. Abbott teigia, kad kai kuriems eksperimentiniams detektoriams ypač sunku atskirti savo taikinius nuo vandens, o tai yra trūkumas, dėl kurio juos galima naudoti tik laboratorijoje.

„Abbott“ sistema yra labai įdomus darbas, skirtas aptikti garų fazės (dujų) toksinus, sako Jerome'as Workmanas jaunesnysis, „Kimberly-Clark“ vyresnysis mokslo darbuotojas ir analitinių prietaisų ekspertas.

Greita, pigu ir kontroliuojama

Šiandien labiausiai paplitęs lauko toksinų aptikimo instrumentas yra nešiojamasis dujų chromatografas, kuris kainuoja tūkstančius dolerių ir sveria daugiau nei 50 svarų, nors prietaisai, aptinkantys tik vieną ar du junginius, gali sverti vos dešimt ar penkiolika svarų, sako Erikas. Anderson iš Buck Scientific, analitinių prietaisų gamintojo.

Abbottas teigia, kad jo detektorius yra ne tik pigesnis gaminti, bet ir nešiojamas bei lengviau naudojamas: žmogus gali nešioti prietaisą kaip spalvą keičiantį ženklelį, panašų į tuos, kurie matuoja radiacijos poveikį. Ženkle gali būti daugelio skirtingų junginių receptoriai, išdėstyti masyvu arba raštais. Besivystantis modelis gali būti raidė arba žodis, todėl jį galėtų suprasti ne techninis asmuo, sako Abbott.

Nors šiuo metu prietaisas aptinka tik dujinius junginius, „Abbott“ tikisi sukurti versiją, kuri veiktų su skysčiais. Jis taip pat stengiasi sukurti skystųjų kristalų detektorius, skirtus sudėtingiems biologiniams taikiniams, įskaitant virusus ir bakterijas, ir praneša apie tam tikrą sėkmę nustatant prisijungimą prie baltymų.

Tai tikra pasienio problema, aptinkanti visų tipų aplinkos teršalus, sako Bruce'as Rittmanas, Šiaurės Vakarų universiteto aplinkos inžinerijos profesorius. Greitas informacijos gavimas dabar yra silpnoji grandis; kai kurie iš jų užtrunka tikrai ilgai. Jei galite tai padaryti, tai yra puiki nauda.

paslėpti