Создан сенсор микробного загрязнения на основе улучшенной "технологии" свечения жуков-светляков
17.02.2023
Сенсор микробного загрязнения на основе улучшенной
"технологии" свечения жуков-светляков создали специалисты СФУ и Института биофизики Красноярского научного
центра СО РАН. По их словам, разработка позволит контролировать стерильность в
медицине, пищевой промышленности и гастрономии. Результаты опубликованы в
журнале Biosensors.
АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) — основной
источник энергии живых клеток. Также эта молекула является одним из необходимых
компонентов реакции биолюминесценции, то есть свечения, как, например, у жуков
семейства Lampyridae (жуки-светляки).
![1-1 (jpg, 259 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=0dfac08e-6980-4ab7-936b-420807f615bc)
Реагенты на основе люциферин-люциферазной системы
светлячка: (а) – реагент, содержащий 4,2 мкг FLuc, иммобилизованный в
желатиновом геле; (б) - реагент, содержащий 0,125 mM D-люциферина в 1%
желатиновом геле
Большой популярностью в мире сегодня пользуется биолюминесцентный метод оценки
микробного загрязнения, основанный на взаимосвязи между интенсивностью свечения
и уровнем АТФ, содержащейся в анализируемом образце. Главный недостаток метода
— быстрая потеря активности реагентов, что повышает стоимость анализа.
Ученые Сибирского федерального университета с
коллегами из Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН
разработали новые высокоэффективные сенсоры микробного загрязнения на основе
явления биолюминесценции.
"Последнее наше исследование описывает метод
подготовки биологического модуля биосенсора-реагента, содержащего люциферазу
светляков (фермент, ответственный за свечение) и его субстрат D-люциферин,
закрепленные в желатиновом геле. Наилучшего эффекта удалось достичь в случае,
когда люцифераза и D-люциферин стабилизированы по отдельности", —
объяснила профессор СФУ Валентина Кратасюк.
Как рассказали ученые, добавление стабилизаторов
(дитиотреитола и бычьего сывороточного альбумина) увеличивает чувствительность
биосенсора, а также долговечность его компонентов во время хранения и
использования.
Технология, предложенная учеными СФУ, позволяет
существенно удешевить и упростить использование биосенсоров. Новые сенсоры, по
словам создателей, хорошо подойдут для применения, например, в общественном
питании, молочной и мясной промышленности, а также в быту для проверки чистоты
рук и поверхностей столов.
Новая технология тестировалось на бактериях
Escherichia coli (кишечная палочка), сообщили ученые. Разработка защищена
патентом Российской Федерации."Стабилизированный реагент дает высокий
биолюминесцентный сигнал. Чем выше сигнал, тем выше чувствительность биосенсора
и тем меньшее количество АТФ, а значит, и микробов можно обнаружить. Другие
преимущества нашего метода — простота и безопасность", — рассказала
соавтор исследования, кандидат биологических наук Елена Есимбекова.
Дальнейшая задача научного коллектива — подготовить
новый биосенсор к использованию в медицине, фармацевтике, пищевой промышленности
и в других отраслях, где важно соблюдение стерильности.
Исследование проведено в рамках программы "Приоритет-2030".
Источник: РИА
НОВОСТИ.