ЭКСПРЕСС-ЛАБОРАТОРИЮ МОЖНО НАДЕТЬ НА РУКУ, КАК ЧАСЫ

Человек на операционном столе, упаковки детского питания на конвейере, очередной сброс стоков в реку... На каждом из этих этапов необходим быстрый анализ -- крови, сока, воды... Украинские ученые совместно с английскими подали заявку на патент на создание веществ, с помощью которых подобную экспертизу можно будет делать за минуту-две.

Идея такого контроля возникла давно, однако лишь в последнее десятилетие стала широко входить в практику. Несколько лет назад академик Анна Валентиновна Ельская, замдиректора Института молекулярной биологии и генетики НАН Украины, побывав в Японии, воочию увидела, как отслеживается качество воды в тамошних водоемах. Аппарат, находящийся в озере, периодически берет пробу воды и пропускает ее через биосенсор, то есть прибор нового поколения, где чувствительный элемент -- биологический материал, в данном случае микробные клетки. Они-то определенным образом и реагируют на загрязнение, и по этой реакции люди могут узнать о попавшем в водоем токсическом веществе практически в ту же минуту.

В биосенсорах, которые разработаны в Украине, используется другой данный природой материал -- ферменты, антитела, рецепторы. Причем каждый из них по-своему реагирует на различные вещества. В результате происходят биохимические реакции, которые ученые научились "ловить" и преобразовывать, например, в электрический сигнал. Значение разработки огромно. Скажем, человек, страдающий диабетом, имея глюкозный сенсор, созданный по этому принципу, мог бы сразу определить, нужен ему укол инсулина или нет. Более того, во всем мире ученые стремятся создать глюкозный микросенсор, чтобы ввести его подкожно такому больному, а монитор надеть на руку, как часы. Человек постоянно носил бы аппаратик и мог в любую минуту знать количество сахара в крови и нужную дозу лекарства.

В мире уже создано несколько приборов, например, для определения сахара и мочевины в крови. Но этого мало. Биологический материал, хотя и работает очень быстро и точно, обладает большим недостатком -- он очень нестабилен и распадается в любых жестких условиях, к примеру, при повышенной температуре, наличии кислот. И группа ученых -- Сергей и Елена Пилецкие, Татьяна Сергеева, Анна Ельская начали разрабатывать иную идею -- создание искусственных рецепторов, ферментов и антител.

-- Сергей Пилецкий был одним из первых ученых в мире, который занялся этой проблемой, -- говорит Анна Ельская. -- Сотрудник нашего института, он сейчас работает в Англии, мы поддерживаем с ним контакты. Очень заманчиво сымитировать природу и создать искусственные сенсорные молекулы, работающие так же, как живые, но обладающие высокой прочностью и стабильностью.

Слушать Анну Валентиновну -- одно удовольствие. Кажется, что это захватывающий фантастический рассказ. Правда, трудно представить, как можно создать тончайшую и гибкую пленку, понаделать в ней "дырочек" размером порядка одной миллиардной части метра, по форме и размеру совпадающих с молекулами того или иного вещества, например, токсина. И тем не менее, ученым это удалось. Теперь, "просеивая" воду, кровь или другую жидкость через такое наносито, они сразу устанавливают количество этого токсина.

Всего ученые института разработали био- и хемосенсоры (химические, искусственные) более чем к 20-ти веществам. Например, для поиска токсинов глюкоалкалоидов в картофеле. Они вырабатываются, когда при неправильном хранении картофель зеленеет. Дома за этим можно уследить, а как быть при производстве, например, чипсов? Необходим экспресс-анализ. Ведь если токсина будет слишком много, то чипсами и отравиться недолго. Поэтому наши ученые вместе французскими разрабатывают биосенсор для картошки. Он за две минуты "пропустит" через себя картофельный сок и выдаст точные данные о наличии токсинов. А завод "Магарач" заинтересовался сенсорами, которые очень точно определят процент содержания спритов в алкогольных напитках. Пригодятся сенсоры и экологам: уже разработаны к формальдегиду, тяжелым металлам и мутагенным веществам.

Анна Ельская считает, что в будущем такие приборы пригодятся всем людям, чтобы определять, насколько чист воздух, которым они дышат дома, можно ли пить воду из-под крана. А чтобы сказка стала былью, эти исследования поддерживает Энтони Тернер, ученый и друг Анны Ельской, с которым она была сопредседателем НАТОвского симпозиума по биосенсорам, проходившего в Украине несколько лет назад. Он руководит Крэнфилдским Центром биотехнологии и также входит в группу разработчиков. Благодаря его финансовой поддержке совместными усилиями украинским и английским ученым впервые в мире удалось добиться успеха в создании полимерных пленок, работающих как живые молекулы.