OIST: прототип тканевого сенсора обнаруживает PFOA и PFOS в воде на месте, без лаборатории

Исследователи из Micro/Bio/Nanofluidics Unit Окинавского института науки и технологий (OIST) создали прототип платформы для обнаружения PFAS в воде на месте, сообщает eurekalert.org. Устройство описано в журнале Biosensors and Bioelectronics. Авторы показали, что оно работает для PFOA и PFOS — двух самых распространённых PFAS с задокументированными рисками для здоровья eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Обычный анализ PFAS требует отбора проб и отправки их в специализированные лаборатории с масс-спектрометрами. Эти методы чувствительны и точны, но дороги и занимают много времени.

Молекулярно импринтированные полимеры как синтетические антитела

Команда разработала новый класс молекулярно импринтированных полимеров (MIP), подогнанных под PFAS. Материал формируется вокруг целевой молекулы и создаёт центр связывания. Затем молекулу вымывают, и оставшийся полимер снова распознаёт и захватывает её, как замок, подогнанный под ключ. Поэтому MIP часто называют синтетическими антителами.

Устройство измеряет изменение электрического тока, когда молекулы PFAS связываются с сенсором, покрытым PFAS-специфичными MIP. Чем больше изменение тока, тем выше концентрация PFAS в пробе воды. Для измерения не нужны дополнительные химические реагенты eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Печатные электроды на ткани

Для прототипа исследователи за несколько часов методом трафаретной печати нанесли 100 одноразовых электродов на повторно использованную ткань. Электроды покрыли PFAS-специфичными MIP и подключили к серийным потенциостатам, которые измеряют электрические сигналы и подключаются напрямую к смартфону или ноутбуку.

Метод изготовления MIP модульный: целевую молекулу можно заменить другим представителем семейства PFAS. В семейство входит более 10 000 веществ, из которых 50–150 регулируются в мире.

По словам доктора Марка Салливана, ту же платформу потенциально можно адаптировать для обнаружения других PFAS. Доктор Перрин Лассер заявила, что такая система может помочь местным службам или семьям решить, нужно ли и как реагировать на возможное загрязнение, например уведомить муниципальные власти или установить фильтр для воды. Профессор Эми Шен сообщила, что исследование показывает возможность сочетать синтетическое молекулярное распознавание с недорогими электрохимическими устройствами для обнаружения чрезвычайно малых концентраций этих веществ. Она отметила, что нужны дальнейшая разработка и полевая проверка eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.