Биопленки помогут повысить чувствительность сенсорных систем

Ученые из Тульского государственного университета (ТулГУ) нашли способ выращивать на наноматериалах микробные биопленки, которые можно использовать для повышения стабильности и чувствительности сенсорных систем, оценивающих загрязнения воды, сообщили в пятницу в пресс-службе Минобрнауки РФ. 

Биопленки — собрание микроорганизмов, живущих на одной поверхности. Они гораздо более устойчивы к антисептикам и антибиотикам, чем свободноживущие бактерии. В последние годы активно развиваются подходы к целенаправленному применению микробных биопленок для получения «зеленой» энергии, переработки отходов и создания сенсорных систем раннего оповещения. 

Биопленки для сенсоров должны быть прочными и устойчивыми, чтобы выдерживать переменный состав среды, скорости потока, колебания потенциала и плотности тока. Направленное выращивание биопленок на графитовых электродах (проводниках) может помочь в создании источников возобновляемой энергии — микробных биотопливных элементов. 

«Ученые ТулГУ научились направленно выращивать на наноматериалах устойчивые микробные биопленки активного ила, тем самым получая биоэлектрохимические системы с уникальными свойствами. <...> Применение биопленок микроорганизмов в рецепторных системах (электрохимических датчиков) может быть использовано для повышения стабильности и чувствительности биосенсорных систем», — говорится в сообщении пресс-службы. 

Полученные в ТулГУ биопленки способны взаимодействовать с электрохимическим сенсором (электродом из графитовой пасты, также модифицированный нанотрубками) и переносить на него электроны без участия посторонних химических веществ. 

«Использование электроактивных биопленок микроорганизмов в рецепторных системах является перспективным подходом для повышения стабильности и чувствительности сенсорных систем для оценки загрязнения воды», — приводит пресс-служба слова ведущего научного сотрудника лаборатории биологически активных соединений и биокомпозитов ТулГУ, руководителя стратегического проекта «Биохимтех» программы «Приоритет 2030» Вячеслава Арляпова. 

Как правило, для формирования сенсорных систем для оценки загрязнения воды сейчас используют суспензию одного или нескольких микроорганизмов либо активный ил. Исследование прошло при финансовой поддержке Минобрнауки России. Проект реализуется по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030», которая является одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты». 

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.