20.02.2009
Исследователи из департамента Siemens «Корпоративные технологии» разработали полностью автоматизированную систему для осуществления анализа воды на присутствие в ней токсичных веществ. Лабораторная демонстрационная модель может осуществлять анализ проб воды через каждые 15 минут и чувствительна более чем к ста токсинам, включая инсектициды и химическое оружие. В сердце этой системы находится биосенсор, который измеряет активность специальных энзимов. Сигнал передается с помощью электрического заряда, что означает, что система является очень быстрой, высокочувствительной и надежной. Сейчас проходят предварительные переговоры с целью обсуждения возможности превращения демонстрационной модели в товарный продукт.
В настоящее время для контроля качества питьевой воды используются рыбки. Если их поведение является нестандартным, вода подвергается тщательной проверке. Приблизительно раз в неделю сотрудники лаборатории проводят подробный анализ на токсины. Система Siemens, для сравнения, постоянно берет пробы воды из трубы и проводит их анализ на наличие вредных веществ. Необходимость в специалистах отсутствует.
В системе используется энзим ацетилхолинестераза (AChE). Так как этот энзим играет ключевую роль при передаче нервных импульсов, он может сразу определить, присутствуют ли в пробе воды вещества, вредные для метаболизма человека. Этот энзим закрепляется на специальном чипе. Система определяет, влияет ли проба воды на активность энзима. Если токсины отсутствуют, энзим будет проявлять максимум активности, что подтверждается электрическим током, который вырабатывается в качестве цепочки поведенческих реакций.
При наличии таких токсинов, как органические фосфаты, карбаматы или нервно-паралитические газы, активность энзима блокируется. Другими словами, цепочка реакций прерывается, и электрический ток, то есть сигнал измерения, слабеет. Для обеспечения высокой надежности используется также контрольный энзим. Если его активность не изменяется, это означает, что система функционирует нормально. После фиксации присутствия токсина, оба энзима автоматически удаляют с чипа и затем заново помещают на него.
При проведении лабораторных испытаний исследователи смогли продемонстрировать, что присутствие парафиона в концентрации менее одного микрограмма на литр приводит к разделению электрических зарядов, что дает четкий сигнал об измерениях. Этот токсин является смертельным для людей в концентрации около десятой доли грамма.
