Исследователи университета ИТМО создали компактные, недорогие и очень чувствительные сенсоры для точного обнаружения ионов кальция в сложных жидкостях — таких как морская вода, молоко или кровь. Приборы просты в обращении и отлично подходят для мест, где организовать лабораторные исследования затруднительно, например на объектах в полевых условиях. Новая система устраняет необходимость в трудоемкой подготовке проб, что важно для ряда медицинских анализов, включая диагностику сердеечных и сосудистых заболеваний.
«Определение кальция — важная задача. Во-первых, это необходимо для постоянного экологического мониторинга, так как это вещество — один из основных катионов морской воды, ключевой для формирования карбоната кальция у кораллов, моллюсков и планктона. От его доступности и баланса с карбонатной системой зависят рост скелетов и устойчивость рифов при океанической кислотности. Во-вторых, это важно для встроенного контроля качества продуктов питания прямо в производственных линиях. Для медицинских целей в баланс кальция и магния в крови, служит важным маркером здоровья человека, определяющим качество и продолжительность его жизни», — рассказал руководитель исследования, ведущий научный сотрудник научно-образовательного центра инфохимии ИТМО Евгений Смирнов.
Для измерения кальция традиционно используют металлические электроды — платиновые или углеродные — но они часто теряют точность из‑за помех от посторонних веществ. Вариант с наносенсорами на полимерной или наночастичной основе выходит дорогим и требует сложной дополнительной настройки.
Команда из ИТМО представила упрощенную конструкцию сенсоров на базе двумерного MXene — карбида титана. Размеры устройства достигают примерно 1 см в длину и 3–4 мм в толщину. Такие габариты и состав обеспечивают высокую чувствительность: для анализа требуется всего 100 микролитров пробы, то есть пара капель. В отличие от большинства аналогов, эти сенсоры не требуют больших количеств жидкости и крупных корпусов.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:
В кровь с молоком: простой тест на кальций предскажет риск сердечных заболеваний