Регистрация / Вход
Прислать материал

14.574.21.0128

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.574.21.0128
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского"
Название доклада
Разработка высокочувствительных биосенсорных систем для осуществления эффективного оперативного контроля выбросов промышленных предприятий в водные среды
Докладчик
Горячева Ирина Юрьевна
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Исследование и разработка комплекса научно-технических решений направленных на создание высокочувствительных биосенсорных систем, состоящих из иммунохимических одноразовых тест-систем и устройства ридера, для осуществления эффективного оперативного контроля выбросов промышленных предприятий в водные среды.
Разработка одноразовых тест-систем для детектирования низких концентраций токсикантов.
Разработка методики аппаратного детектирования содержания определяемого компонента в пробе с помощью разработанного экспериментального образца мобильного устройства-ридера.
Проведение исследовательских испытаний по определению содержания выбранных загрязнителей в образцах сточных вод.
Актуальность и новизна исследования
Среди множества опасных веществ, образующихся при производстве энергии сжиганием ископаемых видов топлива, либо разливе (утечке) нефтепродуктов - наиболее опасными являются вещества группы полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Группа ПАУ объединяет вещества, для которых характерно наличие в химической структуре трех и более конденсированных бензольных колец. Вещества группы ПАУ обладают канцерогенной (мутагенной) токсичностью. Наиболее токсичным признан бензо[a]пирен, являющийся так же маркером все группы ПАУ, насчитывающей тысячи разнообразных соединений.
Для определения содержания ПАУ и СОЗ в водах большое развитие получил метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Однако, несмотря на высокую точность и надежность метод ВЭЖХ обладает рядом серьезных недостатков, таких как необходимость длительной пробоподготовки образцов; необходимость доставки образцов в оборудованную лабораторию и привлечение высококвалифицированного персонала.
Поэтому разработка эффективной мобильной системы для детектирования ПАУ и СОЗ как в сточных водах предприятий, так и в природных водах является важной и актуальной задачей. Решение этой задачи осложнено высокой токсичностью и невысокими концентрациями ПАУ и СОЗ в воде, особенно в природной. Например, максимально допустимый уровень бензо[a]пирена в питьевой воде в ЕС установлен на уровне 10 нг/л, что является самой низкой концентрацией из всего списка нормируемых веществ.
Одним из возможных способов решения проблемы является разработка иммунохимических тест-систем для определения предельно низких концентраций опасных веществ.
Описание исследования

В ходе выполнения исследования разработана высокочувствительная биосенсорная система, состоящая из одноразовых
иммунохимических тест-систем с оптической (люминесцентной) детекцией и мобильного устройства-ридера, для детектирования опасных веществ в природных и сточных водах. 

Созданы основы функционирования системы иммунохимическая тест-система – устройство-ридер для считывания результатов и преобразования его в количественную характеристику содержания определяемого компонента.

 

Синтезированы люминесцентных полупроводниковые нанокристаллы (квантовые точки) состава ядро-оболочка для использования в качестве люминесцентных биометок и иммунореагентов на основе люминесцентных меток.

Для упрощения визуальной интерпретации результатов и возможностей самокалибровки при использовании мобильного устройства-ридера использованы положительный и отрицательный контроли (дают сигнал аналогично пробе содержащей и не
содержащей аналит не зависимо от присутствия/отсутствия аналита в пробе).

Реализована оптимизация теста и его апробация на модельных растворах и реальных объектах; установлены аналитических характеристики систем.

Результаты исследования

Изготовлен экспериментальный образец мобильного устройства-ридера для осуществления оперативного контроля выбросов промышленных предприятий. 

Изготовлены адаптированные для измерений на экспериментальном образце мобильного устройства-ридера тест методы для определения полициклических ароматических углеводородов (индикатор – бензо[a]пирен, стойких органических загрязнителей (линдан, ДДТ (изомеры), суммарное определение полихлорированных бифенилов).

Собраны пробы для проведения исследований (реальные образцы природных и сточных вод).

Проведены испытания экспериментального образца мобильного устройства-ридера для определения содержания загрязнителей в реальных образцах природных и сточных вод на примере определения содержания полиароматических углеводородов.

Разработаны программы и методики испытаний экспериментального образца мобильного устройства-ридера для количественного определения содержания загрязнителей в природных и сточных водах на примере полиароматических углеводородов.

Проведены испытания биосенсорной системы, состоящей из экспериментальных образцов иммунохимических одноразовых тест-систем и экспериментального образца мобильного устройства-ридера, по определению содержания полициклических ароматических углеводородов в сточных водах на предприятии Индустриального партнера.

Практическая значимость исследования
Предполагается использование разработанной конструкции и устройства для оснащения экологических служб предприятий.
Предполагается расширение области использования тестов для определения широкого круга возможных аналитов, включая другие загрязнители объектов окружающей среды, контаминанты пищевых продуктов