Курсы валют ( )
USD: 59.82 р. 100 JPY: 53.77 р.
EUR: 69.7 р. 10 CNY: 88.61 р.
Индексы ( )

|

Finam

Новости finance.comon.ru

LentaInformNews

Хемосенсорные системы ученых Приморья "учатся" у живых организмов

30 Марта 2016, 23:13 | Приморье

Любой живой организм, прежде чем погибнуть, пытается приспособиться к изменениям. И эти процессы можно зафиксировать оптическими методами – Сергей Вознесенский
 

 

 

ZRPRESS.Ru и Деловая газета «Золотой Рог» продолжают проект «Экология, наука и бизнес Дальнего Востока». Главные задачи - акцентировать внимание на наиболее острых экологических проблемах региона, выяснить возможные пути их решения через создание и внедрение в практику научных разработок - технологий, ноу-хау, а также определить «цену вопроса» и инвестиционный интерес бизнеса и делового сообщества в сохранении уникальной природы Дальнего Востока. Нашими экспертами стали ведущие ученые Приморья и Дальнего Востока.

 

«На стыке различных наук мы получаем принципиально новые результаты»

Одно из направлений исследований в области мониторинга состояния природной среды в Институте автоматики и процессов управления ДВО РАН связано с поиском материалов и созданием устройств для определения различного рода загрязнителей и вредных веществ в газообразных и водных средах. В частности, такими задачами занимается Лаборатория физических методов мониторинга природных и техногенных объектов. О результатах своих исследований и практических разработках газете «Золотой Рог» рассказал Сергей ВОЗНЕСЕНСКИЙ, заведующий лабораторией, доктор физико-математических наук.


 

Сергей Вознесенский, доктор физико-математических наук, заведующий Лабораторией физических методов мониторинга природных и техногенных объектов Институте автоматики и процессов управления (ИАПУ) ДВО РАН. Фото VVSU.ru

Досье «Золотого Рога»: Сергей Серафимович Вознесенский, доктор физико-математических наук, заведующий Лабораторией физических методов мониторинга природных и техногенных объектов Институте автоматики и процессов управления (ИАПУ) ДВО РАН. Родился в 1951 году во Владивостоке, окончил факультет радиоэлектроники Дальневосточного политехнического института. Еще студентом стал работать в Институте автоматики тогда еще ДВНЦ в лаборатории технической диагностики под руководством Валерия Павловича ЧИПУЛИСА. Затем лабораторию перевели в филиал Московского научно-исследовательского центра электронно-вычислительной техники. Впоследствии на базе этого филиала здесь возник НИИ «Галс», который в перестройку был ликвидирован. Далее – работа проректором по информатизации в Дальневосточном государственном техническом университете (бывшем ДВПИ). В 2004 году вернулся в ИАПУ ДВО РАН.


- Междисциплинарность исследований является краеугольным камнем работы лаборатории. Именно она позволяет работать на стыке различных наук и получать принципиально новые результаты. В своих исследованиях мы движемся двумя путями.


 

Досье «Золотого Рога»: Лаборатория физических методов мониторинга природных и техногенных объектов создана в ИАПУ ДВО РАН в 2008 году. Ее стратегической целью является поддержка и развитие междисциплинарного направления фундаментальных и прикладных исследований в области нанотехнологий, наноматериалов и живых систем как основы создания оптических хемосенсоров и устройств оптической обработки информации. Хемосенсор - это устройство, чувствительный элемент которого настроен на определение наличия определенного вещества в окружающей среде.


- Первый путь связан с синтезом новых материалов, как правило наноструктурных, оптические характеристики которых чувствительны к тем или иным загрязнителям. Здесь мы активно взаимодействуем с коллегами из Института химии ДВО РАН, которые по нашим заявкам создают новые материалы, потенциально чувствительные к тем или иным химическим веществам-загрязнителям газовых или водных сред. Если говорить про газы, то это такие опасные для человека газы, как аммиак, сероводород, амины, различные газы биогенного происхождения, выделяемые биосистемами. Для водных сред наиболее опасными загрязнителями являются соединения тяжелых металлов, таких как медь, свинец, железо и пр. Они в большом количестве смываются в водоемы, а дальше по пищевой цепочке, через рыбу, могут попадать в организм человека.

Выбранный нами путь – это создание датчиков и приборов, основанных на анализе изменения оптических характеристик чувствительных элементов при воздействии тех или иных загрязнителей. При этом мы не ставим себе целью конкурировать с существующими дорогими системами, которые позволяют определять наличие сверхмалых концентраций веществ. Наша задача - на основе чувствительных материалов создавать методы и системы экспресс-анализа наличия и превышения допустимой концентрации (ПДК) вредных веществ в различных средах.
 


 

«Целое направление, связанное с созданием приборов, позволяющих определять свежесть продуктов»

Что касается газов биогенного происхождения, то данные исследования могут получить выход на целое направление, связанное с созданием миниатюрных приборов, позволяющих определять свежесть продуктов.

Дело в том, что процессы биохимического распада белков, содержащихся, к примеру, в мясе и мясных продуктах, приводят к ухудшению потребительских свойств мясных изделий, ухудшая экологию питания человека. При этом уже на начальных стадиях биодеградации выделяются так называемые биогенные амины, определение наличия которых можно использовать для тестирования безопасности продовольствия. Наиболее перспективным способом здесь видится создание чувствительных к появлению аминов наноструктурных пленок, которые можно наносить на упаковку, в которую завернут продукт. Посветив на эту пленку светодиодом, можно определить степень свежести продукта по ее цветовой реакции.

 

«Природа умнее нас»

Другое направление создания хемосенсорных систем связано с использованием природных систем и живых организмов.

- Мы знаем, что Природа умнее нас. В море и пресных водоемах существует множество организмов, которые хорошо реагируют на изменение состава водной среды. Например, все мы наблюдали красные приливы в море или цветение водоемов. Таким образом живущие там микроорганизмы, в первую очередь микроводоросли, реагируют на изменения среды своего обитания. Кроме того, микроводоросли первыми стоят в пищевой цепочке морских организмов, попадающих на стол человека. Любой живой организм, прежде чем погибнуть, пытается приспособиться к изменениям. И эти процессы можно зафиксировать оптическими методами.

- В чем суть этих методов?

- Все мы из школьной программы знаем о наличии хлорофилла, который является главным элементом фотосинтеза зеленых растений, в том числе микроводорослей. Если осветить кювету с культурой микроводорослей лазерным светом определенной длины волны, к примеру синим, то мы увидим, что кювета засветится красноватым светом. Это явление называется лазерно-индуцированной флюоресценцией хлорофилла, содержащегося в микроводорослях. Микроводоросли поглощают свет одной длины волны, а излучают свет другой длины. В зависимости от того, в каких условиях находятся водоросли, в угнетенном или неугнетенном состоянии, наблюдается изменение интенсивности, цвета и других параметров флюоресценции. Таким образом, по параметрам лазерно-индуцированной флюоресценции можно судить о состоянии микроорганизмов и наличии тех или иных угнетающих факторов - солей тяжелых металлов, органических загрязнителей и др. Исследуя это явление для разных культур микроводорослей, мы ведем разработки чувствительных датчиков и систем.

В поисках микроорганизмов-сенсоров мы сотрудничаем с коллегами из Института биологии моря (ИБМ) ДВО РАН и Биолого-почвенного института ДВО РАН. Биологи культивируют и предоставляют нам чистые культуры микроводорослей: ИБМ владеет одной из лучших в мире коллекций. Каждый вид микроводорослей по-своему реагирует на тот или иной загрязнитель.

 


 

- Какие-то результаты вы уже получили?

- Мы сделали прибор, который опускаем с судна, и на разной глубине следим за реакциями микроорганизмов. Пока это лабораторный вариант, он работает до глубин 50 м. Мы также поставили себе цель сделать подобный прибор на подводный аппарат. И такие наработки у нас тоже есть. У нас уже есть идеи, как сделать более совершенный прибор, который бы использовал не один, а несколько информативных признаков.

 


 

«У института нет собственного опытного производства»

- Действующий прибор изготовлен нашими руками, он уже прошел несколько лет испытаний и мог бы пойти в серию, но на него нет конструкторской документации. Большая проблема в том, что наш институт академический и здесь нет собственного опытного производства.

Толчком к внедрению наших разработок мог бы стать запрос на подобные приборы со стороны органов контроля качества продуктов и мониторинга состояния окружающей среды. Но таких запросов нет. Покупаются импортные приборы. Но их нельзя считать полными аналогами, мы делали сравнение и считаем, что наши разработки лучше. Внедрение - это общая проблема большинства академических наработок. Уничтоженные в годы перестройки научно-исследовательские институты и заводские КБ как раз и занимались изготовлением опытных образцов и внедрением их в производство.

Надежда ВОРОНЦОВА.  Фото предоставлено Лабораторией физических методов мониторинга природных и техногенных объектов.

Специальный проект ZRPRESS.Ru и Деловой газеты «Золотой Рог».

 


 





Новости тематики





Новости раздела








Комментарии

  • Правила пользования функцией «Комментарии» на сайте Zrpress.Ru
  • Запрещается:
    1. Нецензурная брань.
    2. Личные оскорбления в любом виде.
    3. Высказывания расистского толка, призывы к свержению власти насильственным путем, разжигание межнациональной розни.
    4. Проявления религиозной, расовой, половой и прочей нетерпимости или дискриминации.
    5. Публикация сообщений, наносящих моральный или любой другой урон любому лицу (юридическому или физическому).
    6. Использовать в имени (нике) адреса веб-сайтов, грубые и нецензурные выражения.
    7. Совершать любые попытки нарушения нормальной работы функции «Комментарии» и сайта.
    8. Осуществление прямой рекламы в сообщениях.
    9. Помещение сообщений, содержащих заведомо ложную информацию, клевету, а также нечестные приемы ведения дискуссий.
    10. Мнения авторов комментариев может не совпадать с мнение авторов материалов и администраторов сайта. Администраторы имеют право удалить, отредактировать, перенести или закрыть любое ваше сообщение в любое время по своему усмотрению. Оставляя сообщение в «Комментариях», будьте взаимно вежливы и культурны, старайтесь не нарушать установленный порядок.

 

Авторизация:


Анонимно
Авторизовано
E-mail:
Пароль:
Loading...

MarketGidNews