Вести из лабораторий
Биосенсор из спирулины
В выдыхаемом человеком воздухе содержатся сотни летучих химических соединений. Их концентрация меняется в зависимости от состояния здоровья, возраста, физической формы и даже пола. Например, при диабете в выдыхаемом воздухе появляются пары ацетона, а при некоторых заболеваниях сердца — перекиси водорода. Мониторинг дыхания может помочь оценить состояние здоровья человека и вовремя заметить изменения, характерные для каких-либо заболеваний. Для подобного мониторинга нужны миниатюрные устройства (причём недорогие) с высокой чувствительностью и стабильностью, которые можно было бы использовать не только в больницах, но и в домашних условиях.
Сотрудники Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН вместе с коллегами из Объединённого института высоких температур РАН, Новосибирского государственного технического университета и МГУ им. М. В. Ломоносова разработали модели сенсоров дыхания, в которых в качестве чувствительного элемента использовали плёнки из частиц цианобактерий Arthrospira platensis, больше известных как спирулина.
Выбор штамма был не случаен. Цианобактерии легко культивировать в лабораторных и промышленных условиях, их выращивают для производства витаминов, кормовых добавок, они нашли применение в очистке сточных вод, а также, учитывая выраженные антимикробные свойства, — в медицине. Цианобактериальная биомасса обладает хорошими сорбционными свойствами. Благодаря высокой концентрации отрицательно заряженных сахаридных фрагментов на ней возможна адсорбция различных частиц и молекул, чем и воспользовались исследователи.
Активный слой устройства — тонкая плёнка суспензий из высушенной биомассы цианобактерий Arthrospira platensis, её наносили на диэлектрическую подложку из SiO2/Si. Причём использовали два вида суспензий: одна содержала части клеточных мембран спирулины, а другая — её внутри-клеточные структуры.