Остатки антибиотиков в молоке — одна из хронических проблем молочной отрасли. Тетрациклины, широко применяемые для лечения и профилактики бактериальных инфекций у коров, способны проникать в молоко и с ним — в организм человека, вызывая аллергические реакции и нарушение кишечной микрофлоры. Существующие методы контроля либо требуют дорогостоящего оборудования, либо страдают от ложных сигналов. Учёные Воронежского государственного университета при поддержке гранта Российского научного фонда предложили принципиально новое решение — жидкий светящийся сенсор на основе нанокристаллов сульфида серебра.
В чём суть разработки
Ключевое преимущество сенсора — его «цвет» свечения. Под действием ультрафиолета нанокристаллы излучают свет в ближнем инфракрасном диапазоне, тогда как само молоко и молекулы тетрациклина тоже флуоресцируют под ультрафиолетом, но в видимом спектре. Именно это разделение спектров устраняет проблему ложных сигналов, которая снижает точность большинства существующих аналогов. «Наш сенсор светится там, где нет "посторонних" сигналов, и это гарантирует чистоту и достоверность оценки», — поясняет руководитель проекта, к.ф.-м.н. Тамара Кондратенко. Схема применения предельно проста: небольшой объём раствора сенсора смешивается с сырым молоком, после чего интенсивность свечения измеряется спектрофотометром. Чем выше концентрация тетрациклина, тем сильнее антибиотик связывается с нанокристаллами — и тем слабее сигнал.
Синтез и перспективы
Нанокристаллы синтезируются из нитрата серебра и аминокислоты цистеина простым водным методом — процесс занимает около трёх часов и не нуждается в сложном оборудовании. Цистеин на поверхности нанокристаллов выполняет роль «ловушки»: он прочно захватывает молекулы антибиотика. Испытания на реальных образцах молока с заранее известной концентрацией тетрациклина показали, что чувствительность нового датчика сопоставима с гораздо более сложными и дорогими аналитическими методами. Авторы видят в разработке основу для создания портативных систем экспресс-контроля прямо на фермах и молочных заводах. Следующий шаг — адаптировать подход для обнаружения других классов антибиотиков. Результаты опубликованы в журнале Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy.