Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали прибор для экспресс-анализа жидкостей на содержание опасных веществ, в частности, тяжелых металлов, сообщает пресс-служба ТГУ. 

Действие прибора основано на использовании полимерных оптодов — очень маленьких  пластин из пластмассы, которых с помощью специальных реагентов можно сделать чувствительными к конкретным веществам. Как поясняется в пресс-релизе, пластины меняют цвет и его интенсивность в зависимости от концентрации этого вещества - например, при наличии в воде серебра оптод окрашивается в пурпурно-красный цвет.

«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», — цитируется в сообщение объяснение научного руководителя проекта, заведующего международной лабораторией перспективных измерений ТПУ Сергея Муравьева.



По словам Сергея Муравьева, достаточно погрузить оптод в воду, а затем загрузить его в прибор-анализатор, в котором 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. Получается, что анализ занимает очень небольшой промежуток времени.

Как утверждает ученый, метод позволяет обнаруживать в воде практически все металлы, различные органические вещества и фармакологические препараты, даже при очень низкой концентрации. К другим преимуществам разработки относится то, что устройство мобильно, способно проводить анализ на месте даже при низких температурах, а его стоимость в разы меньше, чем цена спектрофотометра — наиболее используемого прибора для проведения химического анализа.

«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», — приводятся в тесте слова ученого.

Как полагают разработчики, устройство может быть полезно для экологов и работников соответствующих служб производственных предприятий: например, нефтедобывающие компании могут использовать прибор для определения содержания трассеров в буровой жидкости.

На сегодняшний день ученые изготовили прототип прибора. В дальнейшем научный коллектив планирует работать над возможностью использовать разработанный ими метод для проведения многокомпонентного анализа.