Российские ученые разработали кремниевый биосенсор для контроля здоровья человека и состояния окружающей среды

01 августа 2023, 11:44

Источник: Naked Science

Ученые консорциума Центра компетенций НТИ "Фотоника" из Алфёровского университета совместно с коллегами из МФТИ создали мультисенсор на основе нанонитей кремния. Разработка за одну минуту детектирует аммиак, соляную кислоту, ацетон и изопропиловый спирт в парах воды для медицинских и экологических применений.

Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Nanomaterials. "Чувствительным элементом мультисенсора выступают нанонити кремния, с диаметром порядка 100 нанометров и длиной 10 микрометров. Это нити толщиной в одну четвертую человеческого волоса. Благодаря таким размерам нитей нам удалось получить сенсор, способный детектировать разные виды химикатов в воде. Прибор можно как окунать в анализируемую пробу, так и располагать над пробой, для его работы достаточно мультиметра и 60 секунд вашего времени", – заявил Алексей Большаков, заведующий лабораторией Функциональных наноматериалов, Центр фотоники и двумерных материалов, МФТИ.

«Такой сенсор можно защитить фильтром и установить в канализационный слив, чтобы оценить уровень токсичных выбросов предприятия. Кроме того, можно взять мазок пота спортсмена, растворить пробу в воде и проанализировать уровень аммиака в нем. Зная индивидуальную норму такого биологического маркера для конкретного спортсмена, становится возможным контроль его физической формы, метаболизма и так далее», – объяснил Валерий Кондратьев, младший научный сотрудник лаборатории Функциональных наноматериалов, Центр фотоники и двумерных материалов, МФТИ.

Разработка российских ученых продемонстрирована на всемирном конгрессе Biosensors 2023, (Пусан, Корея), посвященном биосенсорам со всего мира. «Существенный вклад в работу принадлежит лаборатории Возобновляемых источников энергии Алфёровского университета (заведующий лабораторией Мухин И. С., ведущий научный сотрудник Гудовских А.С.), в которой и были синтезированы нанонити кремния, а также лаборатории Оптики гетерогенных структур и оптических материалов (заведующий лабораторией Липовский А.А.), на базе которой мы получили основные экспериментальные данные о свойствах нанонитей», – уточнил Валерий Кондратьев.

«Тандем Москва-Санкт-Петербург успешно зарекомендовал себя и в других работах нашей группы, например, в области фотоники. Нашей целью является развитие науки с вектором на улучшение качества жизни людей, сенсорика – делает это прямо сейчас, фотоника – задел на будущее, в котором информация передается и кодируется светом, со скоростью света», – заключил Алексей Большаков.