Стамбульский технический университет создал сенсор NIR-2: ионы ртути(II) определяются за 10 секунд в лаборатории

Исследователи Стамбульского технического университета (ITU) создали молекулярный сенсор NIR-2, который в присутствии ионов ртути(II) меняет цвет и излучает в ближнем инфракрасном диапазоне, говорится в релизе EurekAlert от 10 ноября 2026 года eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗. Работа опубликована в Talanta и выполнена учёными ITU и Университета Реджепа Тайипа Эрдогана. Сенсор отреагировал примерно за 10 секунд, а сигнал оставался стабильным не менее 20 минут.

Как работает селеновый переключатель

В основе NIR-2 лежит селенсодержащая молекула, которая обычно находится в закрытой форме и почти не светится. Ионы ртути(II) сильно притягиваются к селену и при контакте раскрывают структуру. Раствор при этом меняет цвет с жёлтого на зелёный и интенсивно излучает в ближнем инфракрасном диапазоне. Одна и та же реакция даёт и видимое изменение цвета, и флуоресцентный сигнал. Цвет можно оценить на глаз или снять камерой, а инфракрасный сигнал регистрируют лабораторными приборами и используют для визуализации в клетках.

По данным УФ-видимой спектроскопии, ртуть(II) обнаруживали при концентрациях до 3,77 × 10⁻¹⁰ М, а флуоресцентные измерения достигли предела 4,54 × 10⁻⁹ М.

Считывание смартфоном и тестовые образцы

Кроме того, образцы фотографировали на Redmi Note 10S и анализировали красную и зелёную компоненты цвета. Использование отношения этих компонент уменьшило влияние изменений освещения eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗. Смартфонный метод определял Hg²⁺ в диапазоне от 1,66 × 10⁻⁹ до 7,50 × 10⁻⁶ М; авторы считают его самым чувствительным из описанных диапазонов смартфонного определения Hg²⁺. Максимально допустимый уровень неорганической ртути в питьевой воде по нормативу U.S. EPA составляет 2 части на миллиард, или 0,002 мг/л; нижний предел смартфонного подхода ниже этого значения при контролируемых условиях эксперимента.

Исследователи проверили питьевую, водопроводную и озёрную воду, а также клубнику, арбуз и черешню, в которые намеренно добавили известные количества ртути. В рисе, кукурузе, фасоли и чечевице сенсор в ряде случаев давал полуколичественный цветовой отклик, но эффективность зависела от состава пищевой матрицы. В трёх линиях клеток лёгких человека жизнеспособность клеток оставалась выше 90%, а флуоресцентная визуализация показала зависящий от ртути сигнал внутри клеток.

Авторы отмечают, что результаты пока не делают NIR-2 готовым потребительским детектором. Требовалась подготовка проб, измерения проводили при контролируемом освещении, а в большинстве опытов использовали образцы с добавленной исследователями ртутью. Нужны испытания на естественно загрязнённых пробах, в разных условиях среды и с полевыми измерительными системами. Исследователи также предполагают, что такая молекулярная конструкция может стать основой для сенсоров других веществ.