Ученые из Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина (ИФХЭ РАН) разработали революционную сенсорную систему, способную обнаруживать опасные органические соединения в водных средах в сверхнизких концентрациях.
В лаборатории биоэлектрохимии ИФХЭ РАН создан новый тип сенсоров, основанный на уникальной методике, использующей окисление анализируемых веществ под действием света. Это делает их «видимыми» для спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния – высокочувствительного метода анализа, способного определять единичные молекулы.
Исследование, поддержанное Российским научным фондом, было опубликовано в журнале SmallMethods. Спектроскопия гигантского комбинационного рассеяния позволяет получать характерные вибрационные отпечатки молекул, что упрощает идентификацию анализируемых соединений.
Однако, определенные вещества, даже токсичные, остаются «невидимыми» для этого метода из-за особенностей их структуры. Для решения этой проблемы ученые разработали чип-фотокатализатор, который использует свет для окисления молекул, делая их обнаружимыми. Чип состоит из тонкой пленки, содержащей фталоцианинат цинка и оксид графена, что обеспечивает поглощение света и активацию кислорода.
Этот прорыв может привести к созданию портативных устройств для экспресс-анализа воды, не требующих специальной подготовки проб. Миниатюрные спектрометры, которые можно использовать со смартфонами, уже доступны на рынке. Ведущий научный сотрудник лаборатории биоэлектрохимии ИФХЭ РАН, Мария Калинина, отметила, что следующим шагом станет разработка программного обеспечения для интерпретации результатов с использованием технологий искусственного интеллекта.
Такой подход значительно расширяет возможности спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния и делает анализ быстрым и простым, открывая новые горизонты в мониторинге водных ресурсов и охране окружающей среды.
Источник: Минобрнауки РФ
