Исследователи создали первую портативную технологию для обнаружения цианотоксинов в воде

voda-kak-toplivo-vodorodИсследователи из Университета штата Северная Каролина разработали первую портативную технологию, которая может тестировать цианотоксины в воде. Устройство может быть использовано для обнаружения четырех распространенных типов цианотоксинов, в том числе двух, для которых Агентство по охране окружающей среды недавно доработало критерии качества рекреационной воды.

Цианотоксины являются токсичными веществами, продуцируемыми цианобактериями. При достаточно высоких уровнях цианотоксины могут вызывать последствия для здоровья, начиная от головной боли и рвоты до дыхательного паралича и смерти.

Новая технология способна обнаруживать четыре распространенных типа цианотоксинов: анатоксин-а, цилиндроспермопсин, нодуларин и микроцистин-LR. Одна из причин, по которой портативная технология может быть особенно полезной, заключается в том, что в этом месяце EPA доработало критерии качества воды как для микроцистина-LR, так и для цилиндроспермопсина в рекреационных водах.

«Наша технология способна обнаруживать эти токсины на уровнях EPA, указанных в критериях качества воды», — говорит Циншань Вэй, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии в штате Северная Каролина и соответствующий автор статьи о работе.

«Тем не менее, важно отметить, что наша технология еще не способна обнаруживать эти цианотоксины на таких низких уровнях, как лимит в питьевой воде согласно Всемирной организации здравоохранения. Таким образом, хотя это полезный инструмент мониторинга окружающей среды, и его можно использовать для оценки качества рекреационной воды, но оно пока не подходит для оценки безопасности питьевой воды».

Чтобы проверить цианотоксины, пользователи помещают каплю воды на специальный чип, разработанный в лаборатории Вэй, а затем вставляют его в устройство для чтения, также разработанное в лаборатории Вей, которое подключается к смартфону. Технология способна обнаруживать и измерять органические молекулы, связанные с четырьмя цианотоксинами, что в конечном итоге обеспечивает смартфон пользователя информацией о уровне цианотоксина, обнаруженными в соответствующем образце воды. Весь процесс занимает пять минут.

«Считывание стоило нам менее 70 долларов, каждый чип стоил меньше доллара, и мы могли бы сделать и то, и другое еще дешевле, если бы увеличили объемы производства», — говорит Чжэн Ли, научный сотрудник NC State и первый автор статьи.

«В настоящее время мы фокусируемся на этой технологии, чтобы сделать ее более чувствительной, чтобы ее можно было использовать для контроля безопасности питьевой воды», — говорит Вэй. «В более широком смысле, мы считаем, что технология может быть модифицирована для поиска молекулярных маркеров, связанных с другими загрязнителями».

Статья «Матрица флуоресцентных сенсоров на основе аптамера для мультиплексного обнаружения цианотоксинов на смартфоне» опубликована в журнале Analytical Chemistry. Соавтором статьи является доктор философии Шэнвэй Чжан, студент в NC State; Тао Ю, научный сотрудник в штате Северная Каролина и Чжимин Дай студент в штате Северная Каролина.