Российские ученые из Ивановского государственного химико-технологического университета создали простой и дешевый флуоресцентный зонд для выявления ионов ртути в воде. Разработка облегчит экологический мониторинг промышленных стоков и контроль качества питьевой воды. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда. Результаты исследования, поддержанного РНФ, опубликованы в издании Journal of Molecular Structure.
Ртуть широко применяется в химической промышленности в качестве катализатора, для обработки семян в сельском хозяйстве, а также в ряде других областей. Кроме того, металл входит в состав термометров и люминесцентных ламп. Ртуть может с промышленным стоками попадать в водоемы, что опасно для окружающей среды и человека: металл очень токсичен. Отравление ртутью приводит к поражению нервной, иммунной и пищеварительной систем. Особенно оно опасно для детей. Поэтому точное определение концентрации этого тяжелого металла в воде является очень важной задачей.
Квантово-химическая структура молекулярного зонда. Источник: Максим Завалишин
Ученые синтезировали особое соединение, которое может служить чувствительным индикатором для выявления даже небольших примесей ионов ртути в воде. В основе химического зонда — ацетон и производное синтетического органического красителя — флуоресцеина.
Технология основана на том, что ионы ртути, содержащиеся в воде, вступают в селективную реакцию с определенными атомами молекулярного зонда. Продукт реакции под воздействием ультрафиолета начинает ярко светиться в сине-зеленой части спектра. Зонд помогает обнаружить ртуть при концентрации всего 1,4 микрограмма на литр, что в четыре раза ниже предельно допустимых значений для питьевой воды, определенных ВОЗ. Для проверки воды с помощью новой разработки достаточно 20 минут.
Опыты показали, что зонд подходит для экологического мониторинга и контроля качества сточных вод. Кроме того, его можно использовать для анализа питьевой воды или продуктов питания, а также применять в медицинской диагностике при подозрении на отравление ртутью.
Фото растворов молекулярного зонда с различными катионами, сделанное под ультрафиолетовым светом. Источник: Максим Завалишин
При разработке зонда исследователи учли недостатки других методов контроля, которые применяются сегодня. Так, при анализе состава жидкости электрохимическим методом результаты могут быть искажены, если в воде присутствуют иные металлы — медь или серебро. Сенсоры другого типа — на основе молекул ДНК — требуют особых условий хранения.
«Наш зонд сочетает простоту синтеза, низкую стоимость и высокую чувствительность. В будущем мы планируем использовать этот подход для разработки новых зондов, которые помогут выявлять различные загрязняющие вещества, что станет важным шагом к созданию экономически эффективных тест-систем. Эти системы будут способствовать более качественному контролю за состоянием водоемов и обеспечению чистоты водных ресурсов для будущих поколений», — пояснил RT старший научный сотрудник кафедры общей химической технологии Ивановского государственного химико-технологического университета Максим Завалишин.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ.
