4 Minutės
Vilniaus universiteto mokslininkai kartu su partneriais iš Vengrijos kuria naują optinių matavimų metodiką, kuri remiasi dumblių ląstelių autofluorescencija ir jos ryšiu su ląstelių fiziologine būsena. Toks biojutiklis leistų automatiškai ir nuotoliniu būdu (pvz., naudojant dronus) stebėti vandens telkinių taršos lygį, kas yra aktualu tiek Lietuvos valstybinėms institucijoms, tiek privačioms įmonėms, teikiančioms aplinkos monitoringo paslaugas Vilniuje, Kaune ir kituose regionuose.
Tarpdisciplininis bendradarbiavimas ir technologijos
Projekto komandoje susijungė VU Fizikos fakulteto Lazerinių tyrimų centro fotonikos specialistai ir Gyvybės mokslų centro biofizikai. Derindami optinę spektroskopiją, fluorescencinę mikroskopiją bei netiesinę poliarimetrinę analizę su elektrofiziologija, tyrėjai gali detaliai fiksuoti dumblių chloroplastų ir ląstelių mikrostruktūrinius pokyčius, atsirandančius dėl fotooksidacinio streso.
Kaip tai veikia technologiniu požiūriu
Dumblių autofluorescencija — tai natūralus švytėjimas, kurį galima matuoti aukštos skiriamosios gebos optine įranga. Analizuojami signalų pokyčiai leidžia nustatyti, ar organizmai patiria stresą dėl taršos ar nanodalelių poveikio. Ateityje toks signalas galėtų būti integruotas į automatizuotą biojutiklį, tinkantį Lietuvos rinkai ir pritaikomą vietinėms vandens monitoringo paslaugoms.
Molekuliniai komponentai: kas daro sensorį jautrų?
Tyrėjai tiria molekules, tokias kaip mezo-tetra-(4-sulfonatofenil)-porfinas (TPPS4), kurios vandeninėje terpėje formuoja J-agregatus — dideles struktūras, efektyviai perduodančias energiją. Šių agregatų chirališkumas ir dydis padidina jų optinių signalų ryškumą, todėl jie pažada didelį jautrumą biojutiklių komponentams. Tai svarbu kuriant sensorius, kurie Lietuvos sąlygomis turėtų aptikti mažas taršos koncentracijas greitai ir patikimai.
Nanomedžiagų poveikis ir eksperimentai Segede
Partneriai iš Segedo, pasinaudoję aukštos raiškos optine įranga, atliko bandymus su puslaidininkinėmis nanodalelėmis (kvantinėmis taškelėmis), siekdami išsiaiškinti jų įtaką dumblių ląstelėms. Rezultatai pagerina supratimą apie nanotaršą ir padeda projektuoti sensorius, jautrius ne tik įprastinei cheminiai taršai, bet ir nanodalelių poveikiui — aktualu Lietuvos pramonės įmonėms, kurios naudoja nanotechnologijas ir gali reikėti stebėti atliekų poveikį vandens telkiniams.
Privalumai, palyginimai ir potencialios panaudojimo sritys
Privalumai
- Aukštas jautrumas: jungiant autofluorescenciją ir molekulines agregacijas galima fiksuoti ankstyvus pokyčius.
- Nuotolinis stebėjimas: suderinama su dronais ir autonominėmis platformomis — aktualu Lietuvos ežerams bei upėms.
- Tarpdisciplininis požiūris: optika + biofizika + nanomokslai užtikrina platesnę analizę nei tradiciniai cheminių tyrimų metodai.
Palyginimas su esamais sprendimais
Skirtingai nuo vien tik cheminio monitoringo, dumblių bioreceptoriai priartina stebėjimą prie biologinės realybės — jie rodo, kaip tarša veikia gyvus organizmus. Tai gali papildyti Lietuvos rinkoje jau naudojamas chemines ir fizines jutiklių sistemas, suteikiant pridėtinę vertę savivaldybėms, vandens valdymo įmonėms ir mokslininkams Kaune ar Vilniuje.
Nauda Lietuvos vartotojams ir verslui
Dumblių biojutikliai gali padėti greičiau reaguoti į taršos incidentus, optimizuoti vandens kokybės stebėjimą ir sumažinti tyrimų sąnaudas. Lietuvos įmonės, dirbančios su aplinkos monitoringu, galėtų integruoti šią technologiją į paslaugų portfelius, o valstybinės institucijos — naudoti ją kaip papildomą įrankį sprendimų priėmimui.
Ateities perspektyvos Lietuvoje
Nors komercinės versijos dar toli, projekto rezultatai atveria kelią pritaikymui Lietuvos rinkai — nuo miestų, tokių kaip Vilnius ir Kaunas, iki regioninių vandenų stebėsenos iniciatyvų. Iniciatyvą Lietuvoje ir Vengrijoje inicijavo mokslininkai ir absolventai, todėl tikėtina, kad technologijos adaptacija vyks sparčiai, ypač jei bus įtraukta viešojo ir privataus sektoriaus parama.
Šaltinis: lrt
Palikite komentarą