Российские ученые совместно с иностранными коллегами синтезировали искусственный фермент, который позволяет обнаружить в воде следовые количества гидрохинона — токсичного вещества, которое может вызывать поражения глаз и кожи. Рекордную точность определения обеспечила слоистая структура материала, содержащая ионы меди. Статья опубликована в журнале Analytical and Bioanalytical Chemistry.
Гидрохинон используется в самых разных областях промышленности — от химической и фармацевтической до косметической и пищевой. Эта широкая распространенность увеличивает риск того, что он может попасть в окружающую среду, например в воду. При этом вещество очень токсично для организмов, и контроль его содержания критически важен.
Для обнаружения гидрохинона используются различные методы. Одним из наиболее перспективных считается колориметрический анализ. Он основан на определении концентрации вещества по интенсивности изменения окраски раствора, которое происходит из-за окислительно-восстановительных реакций. Чтобы ускорить их, применяют искусственные ферменты, или нанозимы.
Ученые из Института геологии имени академика Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН и Санкт-Петербургского горного университета совместно с китайскими коллегами синтезировали новый нанозим — органофиллосиликат на основе меди (Cu-CAP). Вещество обладает чешуеобразной слоистой структурой, благодаря которой активная поверхность становится больше, а фермент — эффективнее. Природные соединения этой группы плохо взаимодействуют с водой и не могут быть использованы в исследовании образцов. Новые нанозимы позволили решить эту проблему.
В присутствии гидрохинона ионы меди, прикрепленные к основе органическими молекулами, не могли участвовать в окислительно-восстановительной реакции — в результате цвет раствора не менялся. Кроме того, нанозимы показали высокую стабильность в разных условиях: при смене температуры, солености и длительном хранении. Авторы протестировали ферменты на образцах сточных вод, отобранных около заводов, где используется гидрохинон. Нанозим реагировал даже на содержания гидрохинона, которые были в 6 тыс. раз ниже предельно допустимых значений в сточных водах. Кроме того, фермент мог полностью удалять гидрохинон из водных растворов за 30 минут.
«Новый нанозим можно будет использовать в области охраны окружающей среды — как для выявления гидрохинона, так и для его удаления. Это поможет защитить жителей промышленных центров и работников производств, а также сохранить много видов водных обитателей. Мы рассчитываем, что наш подход, основанный на изменении свойств природных минералов и синтезе минералоподобных материалов, поможет найти еще много интересных приложений в самых разных областях. Наш проект многоплановый и мультидисциплинарный, в нем работают минералоги, физики, химики, геологи. Мы работаем на стыке этих наук и надеемся, что объединение наших подходов на основе познания и изменения физико-химических свойств минералогических объектов принесет много интересных результатов», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Голубев.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
