В любой жидкости скрывается целый коктейль из веществ. Обычно, чтобы разобраться, что именно там плавает, нужны дорогие приборы. Но иногда важно просто понять: это больная кровь или здоровая, настоящий чай или подделка. Для таких задач придумали «электронные языки» — сенсоры, которые распознают состав жидкости по электрическим сигналам. Но современные «электронные языки» дорогие, их электроды нужно тщательно чистить после каждого использования, а еще они громоздкие. Ученые из Москвы и Барселоны предложили делать их одноразовыми — из дешевых металлических проводников, покрытых тонкими пористыми пленками из металлоорганических соединений. Каждая такая пленка работает как фильтр: пропускает только определенные молекулы, а остальные игнорирует.
Металлоорганические каркасы — это материалы, похожие на губку: они состоят из ионов металлов (цинка, меди и других) и органических молекул, которые образуют поры разной формы. Эти поры selectively захватывают определенные молекулы, как сито.
Исследователи сделали 93 сенсора и проверили их на чае. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в издании Journal of Material Chemistry С.
Да, обычный чай — но его химический состав очень сложный. Сенсоры опускали в заваренный напиток, пропускали ток, а сигналы анализировала нейросеть. В итоге система научилась определять сорт чая с точностью 76%. Это чуть хуже, чем у коммерческих аналогов, зато новые сенсоры: дешевые, одноразовые,
компактные. Их можно использовать в полевых условиях, где нет лабораторий.
Мы попробуем другие составы пленок, увеличим число электродов, проверим, как сенсоры работают с кровью на антитела, — говорит Юлия Нелюбина, руководитель проекта.
Главное преимущество — удешевление анализа. Если одноразовые сенсоры запустят в массовое производство, их можно будет применять: в больницах для быстрой диагностики, на производствах для контроля качества, в экологии для мониторинга воды.
Сейчас подобные анализы требуют лабораторий, а эти сенсоры могут работать даже в полевых условиях.
Точность 76% — это пока недостаточно для медицинской диагностики. Если при анализе чая с этим еще можно смириться, то ошибка в анализе крови может стоить дорого. Нужно либо повышать чувствительность сенсоров, либо комбинировать их с другими методами.