Аквапечать и золотые наночастицы помогут посчитать антиоксиданты в полевых условиях

Антиоксидантами называют вещества, которые замедляют вредоносные окислительные реакции в человеческих клетках. Антиоксиданты можно получать из растительного сырья, однако, их количество зависит от сорта растения, типа почв и погоды. Поэтому каждую новую партию ягод, листьев или орехов приходится анализировать отдельно.

Химики из ИТМО под руководством Евгения Смирнова разработали удобный высокоточный метод определения одного из важнейших антиоксидантов – хлорогеновой кислоты.

Эта кислота содержится в семенах подсолнечника, чернике, кофе и цикории. Для детектирования хлорогеновой кислоты ученые синтезировали золотые частицы размером от 14 до 100 нанометров и стабилизировали их на границе воды и органического растворителя. Получилась равномерная пленка толщиной всего в несколько десятков нанометров. Готовую пленку перенесли на кремниевую подложку с помощью нового метода «аквапечати». Для этого подложку аккуратно погружали в пленку, и та отпечатывалась на ее поверхности, формируя равномерный слой.

Наночастицы связываются с хлорогеновой кислотой, а посчитать антиоксидант помогает рамановская спектроскопия. Этот метод позволяет выявить нужное вещество по рассеянию лазерного луча.

Подобрав оптимальные параметры сенсора, ученые смогли определить хлорогеновую кислоту в концентрациях от 10 до 350 микромоль на литр (примерно такие количества и содержатся в природном сырье) с точностью до 99%. Метод удобен и подходит для анализа сырья в полевых условиях.

Пока что ученые анализировали каждый рамановский спектр вручную, однако в дальнейшем планируют привлечь к обработке нейросеть. Кроме того в планах масштабирование производства, поэтому вместо золотых наночастиц уже готовятся к испытанию более доступные серебряные. Соответствующая научная статья вышла в журнале International Journal of Molecular Sciences.