Поиск - новости науки и техники

Отражается в стекле. Томичи предложили оригинальный способ проверки продуктов.

Ученые Томского политехнического университета предложили оригинальный экспресс-способ анализа продуктов питания – главным образом овощей и фруктов, а также напитков – на содержание тяжелых металлов, микроэлементов, нитратов и антиоксидантов. Для анализа используются небольшие прозрачные сенсоры из модифицированного оргстекла. При взаимодействии, например, с молекулами тяжелых металлов сенсоры меняют свой цвет. По интенсивности цвета можно судить о концентрации обнаруженного вещества.
Многие тяжелые металлы с атомным весом более 50 участвуют в биологических процессах и в определенных количествах являются необходимыми микроэлементами для функционирования растений, животных и человека. Однако ряд тяжелых металлов является токсичным и может накапливаться в организме, в первую очередь это свинец и ртуть. Эти металлы также могут накапливаться в продуктах, в том числе овощах и фруктах.
В свою очередь нитраты – это соли азотной кислоты, находящиеся во всех живых организмах и составляющие необходимую часть питания растений. Само по себе присутствие нитратов в организме человека естественно, но избыток этих веществ может быть опасным. Впрочем, продукты питания содержат не только вредные для человека вещества, но и полезные. К последним можно отнести антиоксиданты. Они ингибируют окисление и защищают клетки нашего организма от внешних и внутренних токсических воздействий, в частности, нейтрализуют окислительное действие свободных радикалов.
“В России на федеральном уровне принята “Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года”, включающая расширение набора простых и экспрессных методов анализа продуктов не только для специализированных лабораторий, но и для бытовых нужд. Кроме того, естественной потребностью человека является желание знать, что он ест и пьет, – рассказывает научный руководитель проекта профессор Инженерной школы природных ресурсов Михаил Гавриленко. – Мы разработали метод бесприборного визуального анализа, чтобы каждый человек мог самостоятельно проверить продукты питания на самые разные показатели с высокой точностью, не используя специальных приборов и не обращаясь в лаборатории. Для этого мы применяем полимер полиметилметакрилат – это оргстекло. Модифицируем его таким образом, что он приобретает 3D-структуру и позволяет помещать в себя другие реагенты, взаимодействующие с тяжелыми металлами, нитратами, антиоксидантами или микроэлементами. При контакте с полезными или токсичными веществами изначально прозрачный бесцветный полимер меняет цвет”.
Такое модифицированное оргстекло относится к классу “дышащих” полимеров, буквально впитывающих в себя целевое вещество в течение нескольких минут. Для проведения анализа достаточно положить пластинку в кашицу измельченного продукта. И если, например, в яблоке есть нитраты, пластина станет желто-коричневой, а если – тяжелые металлы, то покраснеет тем больше, чем выше их содержание. Такой простой метод визуального определения аттестован Росстандартом и внесен в реестр Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений.
“Реагенты включены прямо в прозрачную пластинку, но они не являются функциональной группой полимера, в данном случае полимер – лишь ячеистый контейнер для реагента. На сегодняшний день такой подход превосходит мировой уровень. За рубежом поступают иначе: каждый раз под конкретную задачу реагенты встраивают в полимер как функциональную группу. Еще один зарубежный подход: полимеры и реагенты смешивают в неустойчивые структуры геля. И здесь возникает целый ряд проблем, в том числе и то, что далеко не каждый реагент можно встроить в структуру. Это делает зарубежные аналоги неустойчивыми. Наши же полимерные датчики могут храниться очень долго, не теряя своих свойств”, – отмечает ученый.
По словам разработчиков, такие датчики для анализа сельскохозяйственной продукции актуальны для крупных оптовых поставщиков. “Торговые сети, как правило, ведут закупки овощей, фруктов у крупных оптовиков. И если сети имеют собственную систему контроля качества, то оптовики не всегда. В итоге от некачественного продукта страдают все, несут финансовые потери. Контроль продукции на тяжелые металлы, нитраты, пестициды можно проводить на месте закупки или прямо в поле у производителя, чтобы сразу определиться, брать продукцию или нет”, – говорит Михаил Гавриленко.
Стоимость одного полимерного датчика для проведения анализа на месте не превышает нескольких десятков рублей, что в 20-30 раз дешевле традиционного метода спектрофотометрии. Кстати, сохраненные цветные пластинки могут быть использованы впоследствии и в обычном фотометрическом оборудовании для подтверждения результатов визуального определения.
Добавим, исследования политехников поддержаны грантами Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований и Фондом имени Д.И.Менделеева.

Пресс-служба ТПУ

Нет комментариев