18 июля 2019, четверг, 12:18
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

26 января 2018, 12:34

Создан биосенсор для определения концентрации ванилина

Кристаллы ванилина
Кристаллы ванилина

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 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».

Новый сенсор 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. 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.

 «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.

Илл.: РНФ

Исследователи убеждены, что такие датчики могут использоваться для входного контроля сырья, например, свежести продуктов, или же в технологических процессах изготовления продуктов. «В рамках гранта РНФ мы нарабатываем аптамеры на разные органические молекулы, которые определяют аромат кофе. Конечная цель работы – это на одном микроэлектронном чипе вместе с обработкой сигнала совместить 16 полевых транзисторов-сенсоров, которые будут покрыты аптамерами, связывающиеся с разными органическими молекулами. С практической точки зрения такая система позволит отличать не только разные сорта кофе, но и определять регион, в котором собрали зерна, тип его первичной обработки, а в дальнейшем регулировать степень прожарки при его обработке. Насколько нам известно, в мире пока еще никому не удалось показать, что на основе нескольких биосенсоров можно создать микросистему для анализа запахов, на подобии того, как это реализовано в системе обоняния у живых организмов. Если получится, то возможно, мы будем первыми», — заключает исследователь.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.