Bukvoed.info


Ежедневные новости от Информационного агентства СМИ25, ООО Буквоед не является учредителем СМИ

Разработан специальный сенсор для обнаружения полимеров в сточных водах

Разработан специальный сенсор для обнаружения полимеров в сточных водах


Создан специальный сенсор для обнаружения водорастворимых полимеров в сточных водах, являющихся основным фактором загрязнения окружающей среды наравне с микропластиком. Устройство разработано учеными из Токийского технологического института. Новый метод использует преимущества связи, возникающей между пептидами и различными полимерами, для обучения алгоритма машинного обучения, который может идентифицировать большое количество загрязняющих веществ в одном растворе.

От умирающих коралловых рифов до уменьшения популяций рыб - загрязнение моря пластиком является растущей глобальной проблемой. Большая часть разговоров о загрязнении пластиком в последнее время вращается вокруг микропластика - крошечных кусочков пластика, которые очень трудно удалить из воды.

Полимеры - это длинные цепи химических веществ, состоящие из гораздо более мелких повторяющихся единиц. Хотя белки редко ассоциируются с этим термином, их тоже можно считать полимерами, поскольку они состоят из тысяч субъединиц, называемых "аминокислотами". Короткие цепочки этих аминокислот называются пептидами.

Пептиды могут вступать в специфические и неспецифические взаимодействия с молекулами, такими как полимеры, различными способами с разным уровнем сродства. В новом исследовании, опубликованном в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, ученые из Токийского технологического института используя эти взаимодействия для разработки нового пептидного сенсора  для определения водорастворимых полимеров в смешанных растворах.

"Наш метод основан на машинном обучении анализа паттернов, который имитирует дискриминацию запаха и вкуса у млекопитающих. Как наши носы и языки могут различать множество запахов и вкусов с помощью ограниченного числа рецепторных белков, так и наш единственный пептидный сенсор может быть использован для обнаружения множества полимеров и других молекул"

В основе метода лежит пептид, который связывается с синтетическим полимером под названием поли(N-изопропилакриламид) (PNIPAM). Затем они ввели в пептид флуоресцентную "метку" под названием N-(1-анилинонафтил-4) малеимид (ANM), чтобы получить сигналы для различных взаимодействий.

Флуоресценция ANM менялась в зависимости от взаимодействия с пептидом, тем самым давая обнаруживаемый сигнал. Исследователи измерили сигналы от ANM в известных концентрациях растворов различных полимеров и использовали их для обучения алгоритма "линейного дискриминантного анализа", который является одним из видов контролируемого машинного обучения.

Методика была проверена на неизвестных образцах и обнаружили, что датчик и алгоритм могут идентифицировать полимеры в смешанных растворах. Более того, после добавления в растворы небольшого количества этанола или хлорида натрия, чтобы слегка изменить химические взаимодействия, алгоритм машинного обучения мог различать полимеры с похожими свойствами.

Далее ученые протестировали новый пептидный сенсор и алгоритм на реальных сточных водах и подтвердили его способность обнаруживать различные водорастворимые полимеры.

"Наша методика может быть использована не только для обнаружения растворенных макромолекулярных загрязнителей, таких как полимеры, в воде, но и для анализа того, как они попадают в окружающую среду", - сказал д-р Серизава. В дальнейшем исследовательская группа планирует распространить этот метод на другие пептиды и полимеры. 


Источник/автор фото: pixabay.com
Источник: phys.org
Оцените
0
Не согласен со статьей?
Напиши свое мнение для других читателей!
  • Смайлы и люди
    Животные и природа
    Еда и напитки
    Активность
    Путешествия и места
    Предметы
    Символы
    Флаги