• 26.08.2021
• Татьяна Крикункова

Анализатор до Китая довёл

С 23 по 26 августа в Китайской Народной Республике в Международном выставочном центре города Чунцинь в рамках Smart China Expo — 2021 работала Молодёжная патентная инкубационная выставка «Один пояс, один путь».

Она проводится при поддержке Министерства промышленности и департамента информации КНР, Национальной комиссии по развитию и реформам, Министерства науки и технологий, Китайской академии наук, Китайской инженерной академии, Китайской ассоциации науки и технологий, Министерства промышленности и торговли Сингапура и народного правительства Чунциня.

Во избежание распространения новой коронавирусной инфекции COVID-19 для иностранных участников выставка работала в онлайн-формате.

По приглашению Международного инновационного клуба «Архимед» участие в мероприятии принял и Тульский государственный университет.

Одним из ключевых проектов программы развития ТулГУ «Приоритет 2030» является создание междисциплинарной научно-инновационной экосистемы в сфере наук о жизни и окружающей среды в Тульской области «БиоХимТех».

В ходе реализации данного проекта для разработки анализаторов, применяемых при экологическом мониторинге, будет использована научно-методологическая база, сформированная при создании представленного на выставке в Китае амперометрического биосенсорного анализатора для экспресс-определения биохимического потребления кислорода.

Авторами разработки являются учёные Естественно-научного института ТулГУ — кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия» Вячеслав Алексеевич Арляпов, кандидат химических наук, доцент этой же кафедры Наталья Юрьевна Юдина и кандидат химических наук, профессор, заведующий кафедрой «Химия» Валерий Анатольевич Алфёров.

Онлайн-участие в выставке принял Вячеслав Алексеевич Арляпов.

— Биохимическое потребление кислорода (БПК) — одна из самых популярных характеристик для оценки загрязнения воды, — прокомментировал он. — Существующий метод определения БПК основан на тестах продолжительностью не менее пяти дней. Мы же разработали прибор, позволяющий быстро определить БПК. Время анализа не превышает 10 минут, а погрешность составляет не более 15%. Устройство может быть выполнено в двух вариантах — стационарном и мобильном. Кроме того, наш анализатор позволяет проводить анализ в режиме реального времени.

Молодой учёный рассказал, что для измерений датчик с иммобилизованными микроорганизмами погружается в пробу воды. Полученное значение БПК отображается на дисплее прибора. При этом отпадает необходимость в привлечении высококвалифицированных специалистов для проведения измерений. Поскольку разработанная биосенсорная система является универсальной, она также может использоваться для определения интегральной токсичности и фенольного индекса.

В основе анализатора лежит интегрированный с компьютером амперометрический биосенсор, сенсоры которого представляют собой кислородные электроды с иммобилизованными клетками микроорганизмов. В качестве отклика биосенсора используется максимальная скорость изменения концентрации кислорода при добавлении органических веществ.

Научная новизна данной разработки, по словам Вячеслава Арляпова, заключается в способах формирования рецепторного элемента и обработки сигнала биосенсора, а также в использовании уникальных клеток микроорганизмов, выделенных и запатентованных коллективом разработчиков.

— Нами получено 7 патентов на изобретение и его отдельные компоненты, — сообщил Вячеслав Алексеевич. — Данные анализаторы могут применяться на производственных предприятиях, в системах водоочистки, службах санитарно-эпидемиологического надзора и различных учреждениях, осуществляющих экологический мониторинг. Стоимость аналогичных биосенсоров БПК на европейском и азиатском рынках в разы превышает стоимость анализатора, созданного в ТулГУ.

Учёный подчеркнул, что процесс улучшения характеристик анализатора не прекращается. Разработчики планируют упростить анализ проб воды за счёт использования стандартизированных биопрепаратов микроорганизмов, а также миниатюризировать анализатор посредством печатных электродов и современных компактных потенциостатов.

Конечной целью работы является создание миниатюрного прибора для анализа качества воды с дешёвыми одноразовыми электродами — по аналогии с продаваемыми в каждой аптеке глюкометрами.

— Мы регулярно экспонируем наши разработки на российских и международных выставках, — сказал Вячеслав Алексеевич. — Это помогает установить контакты с научными организациями, заинтересованными в сотрудничестве. Ну и, конечно же, обменяться опытом и услышать мнение коллег.

Напомним, 2021 год объявлен в России Годом науки и технологий. Наука впервые включена в приоритетные национальные проекты России. Реализация нацпроекта рассчитана на 2019-2024 годы. Тульская область один из регионов, который активно реализует мероприятия в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Одна из главных целей нацпроекта — обеспечить привлекательность работы в России для российских и зарубежных ведущих ученых и молодых перспективных исследователей.