Бактерии, способные вырабатывать электричество, известны давно. Но использовать их для детекции загрязнений мешала простая проблема: при погружении в жидкость бактерии и вещества-переносчики электронов (медиаторы) просто вымывались потоком. Никакого стабильного сигнала получить не удавалось. Учёные нашли решение — гидрогель из хитозана. Это природный полимер, который добывают из панцирей ракообразных, раковин моллюсков, грибов и даже хитинового покрова насекомых. Гель безопасен, экологичен и служит идеальным каркасом. Он удерживает бактерии и медиаторы на месте, не мешая им работать, но и не позволяя течению унести их.
Когда модифицированные бактерии сталкиваются с целевым веществом (токсином, консервантом, загрязнителем), они запускают дыхательную цепь переноса электронов. Возникает электрический сигнал, который регистрируют датчики. В эксперименте исследователи использовали пробиотические бактерии Lactobacillus plantarum, настроенные на обнаружение сакацина P — консерванта, применяемого в пищевой промышленности. Датчик поместили в молоко. Через несколько часов прибор зафиксировал сигнал: бактерии нашли сакацин и «доложили» о нём.
Технология открывает путь к недорогим, безопасным и экологичным сенсорам для самых разных сред. Промышленность сможет в реальном времени отслеживать качество воды и продуктов, экологи — контролировать загрязнения, медицина — искать маркеры заболеваний. Главное, что вместо синтетических материалов — живые бактерии и природный хитозан. И это работает.
