Томские ученые создали прибор, который по цвету определяет опасные вещества в воде
Ученые Томского политеха разработали прибор для экспресс-анализа жидкостей на содержание опасных веществ — таких, как тяжелые металлы, сообщает пресс-служба вуза.
«Прибор основан на полиметакрилатных сенсорах — это прозрачный кусочек пластмассы толщиной всего 1 мм и размером 3x3 мм. Поры этих пластин играют роль сосудов, в которых могут проходить различные химические реакции. Если эту пластину обработать специальным реагентом, то она становится оптодом, чувствительным к определенному веществу. Этот оптод мы погружаем в воду, которую хотим проверить, или просто капаем на него пару капель, и он меняет свой цвет. Значит, здесь есть искомый элемент. Чем интенсивнее цвет, тем выше концентрация вещества», — рассказывает научный руководитель проекта, заведующий международной лабораторией перспективных измерений ТПУ Сергей Муравьев.
Например, при наличии в воде серебра, оптод окрашивается в пурпурно-красный цвет. По словам ученого, такой метод позволяет обнаруживать вещества в воде даже при очень низкой концентрации.
«Вы погружаете оптод в воду, затем загружаете его в прибор-анализатор. Там специальное электронное устройство принимает оптический сигнал и преобразует его в электрический трехканальный RGB-сигнал. После обработки этого сигнала устройство выдает в цифровом виде данные о концентрации необходимого вещества. Сам анализ происходит практически мгновенно», — поясняет руководитель проекта.
Такой метод позволяет выявлять в воде практически все металлы, различные органические вещества и фармакологические препараты.
«Наш метод работает с теми веществами, взаимодействие с которыми приводит к изменению цвета. Конечно, это не весь спектр веществ. Но универсальных методов и не существует. Сегодня самый широко применяемый для химического анализа метод — это спектрофотометрия. Современный спектрофотометр стоит около 500 тысяч рублей, и это громоздкий стационарный прибор. Наш прибор позволяет достичь такого же качества измерений, но при этом он компактный и при выходе на рынок может стоить порядка 30 тысяч рублей», — говорит ученый.
Такой прибор для экспресс-анализа полезен для экологов и работников соответствующих служб производственных предприятий. Например, нефтедобывающие компании могут использовать прибор для определения содержания трассеров в буровой жидкости.
«На сегодняшний день у нас готов прототип прибора. Теперь мы ставим перед собой задачу использовать этот метод для проведения многокомпонентного анализа. Дело в том, что реагенты, которые настраивают оптод на определенное вещество, чувствительны не к одному веществу, а сразу к нескольким», — отмечает Сергей Муравьев.
Добавим, в 2014 году научный коллектив проекта получил грант Российского научного фонда, рассчитанный на три года.