Исследователи ИТМО (Санкт-Петербург) создали многоразовые, сенсорные подложки, покрытые наночастицами золота, которые выявляют точную концентрацию хлорогеновой кислоты в растительном и производственном сырье.
Полифенолы играют ключевую роль в биологических процессах благодаря антиоксидантным свойствам. Одним из самых распространенных соединений этой группы является хлорогеновая кислота, которая содержится в кофе, семенах подсолнечника, листьях черники и цикории. Она снижает окисление липопротеинов низкой плотности, что помогает снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний. Однако избыток хлорогеновой кислоты при производстве, например, растительного белка, может привести к нежелательному окрашиванию конечного продукта. Поэтому контроль содержания этой кислоты крайне важен.
Ученые ИТМО разработали высокочувствительные сенсоры, которые позволяют обнаружить хлорогеновую кислоту в диапазоне концентраций от 10 до 350 микромолей с точностью до 99%. Разработка представляет собой кремниевые пластинки, покрытые пленкой из наночастиц золота. Сенсоры работают в связке с рамановской спектроскопией — аналитическим методом, который позволяет с высокой точностью определять структуру анализируемого вещества и его количество, анализируя рассеивание лазерного луча с молекулами. В результате ученые получают уникальные «отпечатки пальцев» молекул, по которым, как в криминалистике, можно идентифицировать то или иное вещество.
Сейчас результаты рамановской спектроскопии ученые обрабатывают вручную. Они сравнивают полученные данные экстрактов хлорогеновой кислоты, полученных из растительного сырья, с эталонным «отпечатком пальцев» химически чистой хлорогеновой кислоты. В дальнейшем планируется автоматизировать этот процесс — научить алгоритмы и ПО самостоятельно распознавать конкретное вещество в смесях по характерным спектральным линиям, а также определять их концентрацию.
Сенсоры могут быть использованы в сельском хозяйстве для отбора наиболее качественного сырья. Например, кофейных зерен на плантации, из которых можно будет извлекать хлорогеновую кислоту. А также на производстве для отслеживания необходимого уровня этой кислоты в конечном продукте и для того, чтобы избежать нежелательного окрашивания продукта. Например, в лекарственных препаратах, назначаемых при диабете или сердечно-сосудистых заболеваниях, вине или растительном белке.
Источник: itmo.ru
