16.02.2023г.
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).
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".
