08.05.2008
Разрабатывая клеточные сенсоры, исследователи Siemens находятся на пути создания систем раннего оповещения о загрязнении воды или воздуха. В настоящее время команда Siemens Corporate Technology (CT) из г. Мюнхен и биотехнологическая компания Bionas из г. Росток работают над отобранными клеточными культурами, помещаемыми на кремниевые чипы. Клеточные сенсоры являются идеальным индикатором, поскольку, подобно живым высокоорганизованным организмам, на внешние изменения они реагируют изменением своего обмена веществ. Чип выступает в роли преобразователя сигнала, который немедленно передает информацию на более высокий уровень контроля процессов и инициирует меры по восстановлению прежнего качества воды.
И сегодня во многих очистных установках пруд с форелью или тест с щеглами однозначно выявляют, насколько безупречна работа очистной станции и корректрны химические процесс. Действующее с 2003 г. "Положение о питьевой воде" устанавливает, что предельные значения и требования к питьевой воде должны соблюдаться намного строже, чем ранее, с тем чтобы исключить угрозу для здоровья человека. Тем насущнее становится система раннего оповещения, которая могла бы очень быстро и наглядно отобразить ухудшение качества воды, послужив сигналом к оперативным ответным мерам.
Исследователи подразделения CT напряженно работают над методом оптимального помещения клеток на кремниевый чип, поскольку культуры в течение двух месяцев должны жить и удерживаться на нем. Все это время клетки омываются жидким питательным раствором, к которому регулярно примешиваются пробы воды. Таким образом, клетки постоянно вступают в контакт с возможными вредными веществами. Кремниевый чип анализирует три клеточных состояния: дыхание, обмен веществ и изменение формы. Информация об этих состояниях считывается тремя электродами разных типов. Для создания клеточных сенсоров лучше всего подходят клетки печени, отбираемые из клеточного банка данных в виде колоний.
Возможности применения клеточных сенсоров особенно велики в области экологического мониторинга: наряду с индикацией недостаточно высокого качества воды и воздуха в кондиционируемых помещениях, клеточные сенсоры могут применяться и для выявления ядовитых и опасных веществ в общественных местах. Сенсорные разработки исследователей приобрели уже вполне конкретный вид в рамках проекта «Зеленый дом» для техники автоматизации зданий - в части максимально экологичных методов уборки в больших зданиях.
