Гель и краситель помогут определить содержание вредных ионов в пище
Щавель, в котором содержится много оксалатов
Представьте себе ситуацию: вы дотрагиваетесь до яблока какой-нибудь палочкой (прямо-таки волшебной!), и она объясняет вам, можно ли его есть или нельзя – почти как пробоотборник. Это напоминает даже не фантастику, а обыкновенную народную сказку; однако недавно было заявлено, что подобный материал появился в реальности. И изобрели его российские учёные.
Новый материал позволяет быстро определять наличие оксалат-ионов в еде. Эти ионы могут представлять серьёзную опасность для человека. Оксалаты – это обыкновенные соли щавелевой кислоты; однако при их чрезмерном потреблении есть риск возникновения камней в почках. Оксалаты плохо растворяются в воде и выделяются в виде кристаллов. Новый материал позволяет выявить наличие оксалатов, даже если их концентрация небольшая и далека от критической. Материал создан на основе кремний-титанового геля и красителя. Работа принадлежит специалистам из Московского государственного университета имени Ломоносова и освещена в журнале Sensors.
Как же устроено чувствительное вещество? Входящий в него кремний-титановый гель лишён всей жидкой части и представляет собой фиолетовый порошок, частицы которого имеют микроскопические размеры – около 100 микрометров. К нему добавлен эриохромцианин – окрашенный пигмент, который теряет свой цвет, как только вещество вступит с контакт с оксалатами. Окраску материал теряет полностью или частично – в зависимости от того, какова концентрация вредных ионов в исследуемой пище. Учёные даже провели «калибровку» материала, замерив с помощью спектрофотометра интенсивность его окраски после контакта с оксалат-ионами разной концентрации.
При изготовлении материала использовалась золь-гель-технология. Она состоит в том, что вначале образуется гель с нерастворимыми в нём твёрдыми частицами, а потом из него удаляется жидкая основа; оставшиеся частицы начинают образовывать друг с другом связи и превращаются в прочную кристаллическую решётку (матрицу). В эту матрицу затем вводится окрашенный индикатор.
С помощью изобретённого материала учёные проанализировали содержание оксалат-ионов в нескольких растительных продуктах – таких как корень имбиря, лист щавеля, лист шпината, чёрный перец, петрушка. Полученные результаты затем сравнивались с теми, которые давала жидкостная хроматография – более традиционный метод определения оксалат-ионов. Оба метода показали примерно равную, очень высокую точность.
При этом новый метод имеет серьёзное преимущество перед прежним лабораторным: его можно применять в абсолютно любых условиях, а результат получается мгновенный.
Чувствительный материал можно использовать не только для анализа продуктов питания. Сгодится он, в частности, для медицинских процедур: с его помощью можно быстро и легко определить содержание оксалат-ионов в моче; это позволит выявить наличие почечнокаменной болезни. Конечно, камни в почках могут состоять и из других соединений, а не только из оксалатов; возможно, в будущем будут созданы материалы, способные выявить и эти вещества. Исследовательская работа ведётся дальше. В ближайших планах российских химиков – выпустить более чувствительный вариант изобретённого вещества, пригодный для использования на практике.
