
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали растение-сенсор, способное распознавать взрывчатые вещества. Статья опубликована в журнале Nature Materials.
Для создания детектора ученые использовали шпинат (Spinacia oleracea), выращенный в обычных условиях. В мезофилл листьев (мягкую ткань, заключенную между слоями эпидермиса) с помощью безыгольного инъектора ввели раствор углеродных нанотрубок и наночастиц. Эти нанотрубки способны распознавать нитроароматические вещества (ароматические вещества, содержащие нитрогруппы), которые являются основой большинства взрывчатых смесей.Работа шпината-сенсора начинается с того, что растение поглощает из почвы воду с растворенными в ней нитроароматическими веществами. Эти вещества, поступая вверх по корням и стеблю, в конце концов накапливаются в мезофилле, где их распознают нанотрубки. Распознавание происходит за счет изменения вторичной структуры конъюгированного с нанотрубкой белка бомболитина. Это изменение вторичной структуры, в свою очередь, приводит к изменению спектра излучения нанотрубок в течение примерно 10 минут.
Для считывания сигнала лист растения освещают лазером, в ответ на что встроенные в него нанотрубки испускают флуоресцентное свечение в ближней инфракрасной области спектра. Этот свет можно зарегистрировать с помощью небольшой инфракрасной камеры, присоединенной, например, к дешевому одноплатному микрокомпьютеру Raspberry Pi. Также сигнал можно поймать с помощью обычного смартфона с удаленным инфракрасным фильтром.
Как отмечают разработчики, такие растения можно использовать, например, для поиска взрывчатых веществ в общественных местах или контроля грунтовых вод на содержание веществ, попадающих в них из захороненных боеприпасов. Однако важное ограничение этого метода заключается в том, что раствор нанотрубок необходимо вручную вводить в каждое растение.
Ранее исследователи из MIT создавали углеродные нанотрубки, способные распознавать перекись водорода и нервнопаралитический газ зарин, а также нанотрубки, способные определять свежесть мяса.
Софья Долотовская
