Исследователи нашли способ закрепить электрогенные бактерии и переносчики электронов в гидрогеле из хитозана. Теперь микроорганизмы не вымываются потоком жидкости и могут стабильно работать в проточных системах. При контакте с опасными веществами бактерии запускают дыхательную цепь и выдают электрический сигнал. Метод уже опробовали на молоке.
Бактерии, которые вырабатывают электричество в процессе жизнедеятельности, известны давно. Но использовать их в проточных датчиках мешала одна проблема: поток жидкости вымывал и сами микроорганизмы, и вещества, переносящие электроны к электродам.
Ученые решили эту задачу с помощью хитозана. Это природный полимер, который получают из панцирей крабов, раковин моллюсков, грибов и насекомых. Он безопасен, биоразлагаем и хорошо удерживает влагу. Из хитозана сделали гидрогель и использовали его как каркас. Внутри закрепили бактерии и редокс‑медиаторы — молекулы, которые переправляют электроны от клеток к датчикам.
Когда бактерии встречаются с целевым веществом, у них активируется дыхательная цепь. Электроны начинают движение по цепи, медиаторы подхватывают их и передают на электрод. Появляется ток — его фиксирует аппаратура.
В эксперименте использовали пробиотические бактерии Lactobacillus plantarum. Их модифицировали так, чтобы они реагировали на сакацин Р — консервант, который добавляют в продукты. Датчик погрузили в молоко. Через несколько часов бактерии обнаружили вещество и выдали электрический сигнал.
Разработка подходит для контроля качества воды, продуктов и экологического мониторинга. В перспективе такие биодатчики могут заменить химические методы анализа.
Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
На обложке: биоэлектрический реактор, в котором использовали гидрогелевую сенсорную систему. Автор: Синьюань Цзо/Университет Райса
