Исследователи Томского политеха вместе с коллегами предложили использовать простой и компактный цветовой сенсор на основе оргстекла, который сможет заменить лабораторные методы оценки антиоксидантной активности продуктов, биологически активных добавок (БАД) и лекарственных настоек. Об исследовании рассказали журналисты РИА Новости, а результаты опубликованы в журнале Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy.
Оценку антиоксидантной активности биологически активных веществ, задерживающих или подавляющих окислительные процессы в организме, вредные для здоровья человека, которые присутствуют во многих продуктах питания, БАДах и лекарственных экстрактах, проводят в лабораториях на электрохимическом или фотометрическом оборудовании.
Исследователи из ТПУ и ТГУ предложили компактный и дешевый аналог существующего метода — для оценки антиоксидантной активности они измеряют интенсивность цвета сенсора, которая зависит от количества антиоксидантов в образце.
«Мы разработали миниатюрный бытовой сенсор: это пластинка прозрачного полимера размером с копеечную монету, которая меняет цвет при контакте с жидкостями, обладающими антиоксидантной активностью. С его помощью любой человек сможет определять антиоксидантную полезность продуктов.
Сенсор совместим с аналитическим оборудованием, и результат бытовых измерений можно перепроверить в лаборатории», — говорит один из авторов статьи, профессор отделения химической инженерии Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Михаил Гавриленко.
Для размещения внутри прозрачной полимерной матрицы ученые выбрали индикаторную систему Сu(II) — неокупроин. При взаимодействии с антиоксидантом в системе происходит восстановительная реакция до Cu(I), которая вместе с неокупроином дает желтый цвет сенсора. Полученные данные позволили построить модель связи общей антиоксидантной активности с присутствием в образце веществ фенольной природы.
По словам профессора ТПУ, подобные цветометрические определения обычно проводятся в растворах или гелях. Однако их нестабильность приводит к слабой воспроизводимости результатов и невозможности контрольной перепроверки.
Уникальность подхода томских ученых заключается в структуре полимера, проявляющего все свойства жидкости, за исключением собственного твердого состояния. Ученые изменяют структуру полимера так, что его пластинки меняют цвет при контакте с заранее заданным веществом.
«Как в воде способны протекать миллионы химических реакций, так и «твердая вода» нашего полимера имеет безграничные возможности для протекания «цветных» химических реакций практически с любыми заданными веществами. Еще ни разу мы не сталкивались с невозможностью протекания выбранной «цветной» химической реакции в среде полиметилметакрилата», — поясняет Михаил Гавриленко.
Подобные сенсоры широко используются в гидрологии, экологическом мониторинге, оценке нефтяных месторождений, контроле качества продуктов. Создаются экспериментальные сенсоры для бытового контроля антибиотиков в мясе и молоке, внелабораторного экспресс-обнаружения хлорорганических соединений в нефти, раннего выявления патологий беременности в домашних условиях.
Ученые планируют разработать программное обеспечение для смартфонов, позволяющее идентифицировать вещество и оценить его количество по фотографии сенсора.