Безопасность питьевой воды является одной из важнейших составляющих, необходимых для успешного выполнения войсками боевой задачи, однако при ведении боевых действий времени на лабораторный анализ может и не хватить. Исследователи из США разработали простой портативный прибор для скрининга качества воды.

Сенсор токсичности и система его питания помещается в чемоданчик , позволяющий легко транспортировать устройство. (Рисунок из Lab Chip, 2009, DOI: 10.1039/b901314h)

Марк Виддер (Mark Widder) из Центра Исследования Окружающей среды армии США вырастил монослой клеток млекопитающих на пластинках струйных электродов (fluidic chip's electrodes). Полученные биоэлектроды опускали в воду и регистрировали электрический отклик клеток. Было продемонстрировано, что полное сопротивление клеток (импенданс) меняется, если в воде содержатся токсины.

Уже доказано, что на основании значения импенданса клеток можно наблюдать за индуцированными токсичными компонентами химическими изменениями, протекающими в клетках. Например, токсины могут изменить размеры пор клеточной оболочки и изменить сопротивление клетки. Тем не менее, до настоящего времени трудность биомониторинга воды заключается в том, что сложно длительное время поддерживать жизнеспособность клеток для использования их в портативных сенсорах.

Прибор Виддера сочетает в себе биосенсор, предназначенный для измерения импенданса и автоматическую систему контроля жизнеспособности клеток, которая работает следующим образом – контролируемый компьютером насос доставляет среду для роста к клеткам. Подобная система, которая может приводиться в действие обычной батарейкой класса АА, позволяет поддерживать жизнь клеток и работоспособность прибора в течение четырех месяцев; прибор может определять пять различных загрязнителей.

Виддер отмечает, что для использования системы не требуется специальное образование, равно как и система для культивации клеток, поэтому новый прибор может быть легко использован для быстрой проверке качества воды «в полевых условиях».

Источники:

1. Lab Chip, 2009, DOI: 10.1039/b901314h

2. ChemPort