Самоходные микрочастицы помогут в обнаружении токсинов

11.02.2016, 05:18 Наука

Крошечные частицы, способные самостоятельно двигаться в растворе перекиси водорода, могут обнаружить следовые количества летального токсина рицина в течение нескольких минут, заявили исследователи Университете Калифорнии, (Сан-Диего).

Такие наночастицы могут обеспечить быстрый и простой способ обнаружения биотерроризма в пищевых и водных образцах, сказал руководитель группы Joseph Wang. Частицы, изготовленные из оксида графена и платины, оснащены чувствительными молекулами, которые светятся, когда связываются с рицином.

Современные методы обнаружения белка рицина полагаются на хроматографию и спектроскопию, методы, занимающие часов в лаборатории. Wang с коллегами разработали чувствительные рициновые биосенсоры на основе аптамеров: коротких последовательностей ДНК с использованием

самоходных химических двигателей и флуоресцентных красителей. Идея заключалась в том, что плавающие двигатели могли активно искать рицин в образце и ускорить его обнаружение.

Движущиеся трубки имеют 10-мкм в длину и 5 мкм в ширину. Они изготовлены из графенового оксида, покрытого тонким слоем платины. В растворе перекиси водорода, платина катализирует распад перекиси на воду и кислород. Пузырьки кислорода выбрасываются из одного конца трубки, позволяя частицам двигаться, как маленькие ракеты.

«Движение микромоторов ускоряет контакт между образцом и рецептором и, следовательно, процесс обнаружения», говорит Wang. Исследователи также протестировали датчики в водопроводной воде, слюне и образцы мочи, содержащие 10 мкг / мл рицина и 1% -ной перекиси водорода. Все образцы продемонстрировали, по меньшей мере, 65% своей первоначальной яркости в течение трех минут.

Химик из Университета Денвера Andrew J. Bonham отметил: «Надежный отклик такого биосенсора в сложных средах, в том числе слюне и моче, является очень перспективным.Техника может быть расширена для определения различных биологических угроз с использованием разных аптамеров. Однако сейчас обнаружение требует оптического микроскопа с флуоресцентными фильтрами и использования в полевых условиях, авторы должны разработать более портативную систему флуоресцентной томографии».