Для создания сенсора ученые использовали шпинат огородный (Spinacia oleracea), который был выращен традиционным способом. С помощью безыгольного инъектора в мезофилл (основную ткань пластинки листа) растения ввели раствор углеродных наночастиц и нанотрубок. Они рассчитаны на распознавание нитроароматических соединений, которые являются основой многих взрывчатых смесей.
В ходе работы растение поглощает из почвы воду с растворенными в ней нитроароматическими соединениями. Поступая вверх по корням и стеблю, эти вещества аккумулируются в мезофилле, где распознаются нанотрубками. Детектирование происходит за счет изменения вторичной структуры белка бомболитина II, связанного с нанотрубками. В результате спектр излучения последних меняется в течение 10 минут.
Для считывания сигнала лист шпината освещают лазером, в ответ на который нанотрубки начинают флуоресцировать в ближней инфракрасной области (до 1,3 микрометра). Зафиксировать свечение можно с помощью инфракрасной камеры, которая используется, например, в сочетании с одноплатным компьютером. Также сигнал можно считать посредством смартфона с инфракрасным фильтром.
По словам авторов, такие растения можно использовать для контроля грунтовых вод на предмет загрязнения продуктами утилизации боеприпасов или поиска взрывчатых веществ в общественных местах. Недостатком метода является необходимость ручного ввода нанотрубок в мезофилл в каждом отдельном случае.
Наука
Денис Стригун
