Немецкие исследователи разработали биогибридный материал, основанный на кишечной палочке и флуоресцентных белках, который изменяет свой цвет под воздействием ультрафиолетового излучения и сохраняет этот оттенок на протяжении длительного времени.
Это открывает возможность применения материала в качестве основы для наносимых или встроенных датчиков УФ-излучения, сообщили в пресс-службе Мюнхенского технического университета (TUM).
«Мы продемонстрировали, что биологические элементы могут быть интегрированы в различные покрытия без ухудшения их свойств. Бактерии в нашем гибридном материале выступают в роли своеобразного “щита”, который защищает молекулы белков, чувствительных к ближнему ультрафиолету, от различных химических и физических воздействий», — отметила руководитель научной группы в TUM Амели Скопп.
Как подчеркивают химики, за последние десятилетия была разработана масса материалов, реагирующих на ультрафиолетовое излучение. Сенсоры, основанные на этих материалах, активно применяются в фармацевтике для проверки воздействия прямого солнечного света на светочувствительные препараты, а также для обеспечения надлежащей работы систем дезинфекции с использованием УФ-волн.
Однако изготовление таких сенсоров часто представляет собой сложную задачу, и многие из них не способны длительное время сохранять информацию о полученной ультрафиолетовой нагрузке, что заставляет ученых искать более доступные и функциональные альтернативы. В частности, недавно был создан флуоресцентный белок mEosFP, цвет свечения которого меняется с зеленого на красный даже при воздействии незначительных доз ультрафиолета.
Это дает возможность использовать его как основу для высокочувствительных ультрафиолетовых сенсоров, однако ранее возникали трудности с встраиванием молекул этого пептида в красители и покрытия без ухудшения их свойств. Химики нашли решение, интегрировав инструкции по производству молекул пептида mEosFP в геном обычной кишечной палочки.
Дальнейшие эксперименты показали, что высушенные клетки этих микроорганизмов способны производить яркое свечение и быстро изменять его цвет под воздействием ультрафиолета. Учитывая это наблюдение, ученые разработали материал на основе биомассы кишечной палочки, который заметно меняет цвет уже через пять минут после попадания на солнечный свет. Это может позволить использовать его для мониторинга радиационной нагрузки и решения других задач, связанных с ультрафиолетом, заключили исследователи.
Фото: hi-tech.mail.ru