Бумажный индикатор на пестициды

Исследователи из Канады под руководством Джона Бреннона (John Brennan) разработали сенсор на бумажной основе, изменение окраски которого позволяет обнаружить наномолярные концентрации фосфорорганических пестицидов и других ингибиторов ацетилхолинэстеразы в образцах пищи и напитков.

 Бумага является привлекательным материалом для аналитических устройств благодаря своей дешевизне, доступности и возможности перемещения в ней жидкостей под действием естественных капиллярных явлений. Текущий интерес к диагностическим платформам на основе бумажных носителей объясняется также и тем, что такие индикаторы можно использовать в странах с ограниченным запасом ресурсов.

Исследователи из группы Бреннана использовали ацетилхолинэстеразу как молекулу-репортер благодаря тому, что она может ингибироваться действием фосфорорганических соединений и карбаматов, при том, что фосфорорганика до сих пор используется в развивающихся странах в качестве химического средства обработки посевов. Сенсоры на основе ацетилхолинэстеразы могут применяться для экспресс-анализа в полевых условиях.

С помощью пьезоэлектрической струйной печати исследователи нанесли на две различные зоны поверхности бумаги ацетилхолинэстеразу и «проявитель» – индофенилацетат [indophenyl acetate (IPA)]. Для испытания «индикатора» один конец бумажной сенсорной полоски поместили в образец анализируемого раствора, который под действием капиллярных явлений поднимается в зону определения, в которой некоторое время проходит инкубация фермента.

 После инкубации противоположный конец бумажной полоски-сенсора погружали в дистиллированную деионизированную воду, которая также поднимается под действием капиллярных явлений, перемещая проявитель к зоне определения. В этой зоне ацетилхолинэстераза способствует гидролизу IPA, приводя к переходу окраски от желтой к синей, эти изменения могут наблюдаться невооруженным глазом или фиксироваться на камеру и использоваться для количественного определения ингибитора ацетилхолинэстеразы в аналите. Бреннан отмечает, что подход, основанный на двунаправленном капиллярном течении, существенно увеличивает точность обнаружения целевых соединений, поскольку при таком подходе аналит инкубируется в области ацетилхолинэстеразы до того, как фермент контактирует с проявителем.