Какую воду мы пьем? Что реально содержится в предлагаемых нам соках, «минералках», молоке, фруктах? Возможно, скоро томичи сами смогут провести экспресс-анализ на наличие полезных и вредных веществ в продуктах.

Два в одном
Это было похоже на фокус. Полоску тонкого темно-синего полимера поместили в бесцветную жидкость, и через несколько минут окраска стала изменяться и затем исчезла бесследно. Только в роли «фокусника» выступила аспирантка ХФ Ольга Мохова, а «сценой» оказалась лаборатория кафедры аналитической химии. Здесь же состоялось и «разоблачение сеанса черной магии» – в жидкости находилась большая концентрация витамина С, а в полимере – реагент на него.
Созданием тест-индикаторов на ряд химических элементов на кафедре аналитической химии ХФ увлеклись с конца 90-х годов прошлого века. Сама идея, конечно, не нова. Разработкой всевозможных экспресс-тестов занимаются и в России, и за рубежом уже не один десяток лет. Это очень удобно – не требуется специальных лабораторных условий, можно по месту нахождения объекта быстро определить содержание в нем того или иного элемента (что важно, скажем, при авариях или когда невозможно доставить исследуемый образец в лабораторию). Первоначально индикаторы были бумажные, они легко впитывали и удерживали реагенты, но определить по ним концентрацию вещества можно было только «на глазок», в зависимости от степени окраски. Потом вместо бумаги стали использовать неорганические сорбенты (например, силикагели), но они тоже были непрозрачны и не позволяли с помощью обычного спектрофотометра определить точную концентрацию вещества: он обрабатывал только отраженный сигнал с большой погрешностью. Не изменили кардинально ситуацию и появившиеся полупрозрачные полимерные индикаторы.
– Мы практически впервые предложили прозрачный полимер, как универсальную однотипную матрицу, которая позволяет определять сразу несколько веществ, – говорит зав. кафедрой аналитической химии профессор Г.М.Мокроусов, – а поскольку она пропускает лучи, прибор может точно определить количество вещества, исходя из соотношения между падающим светом и выходящим. То есть нам удалось совместить одновременно визуальный и инструментальный анализ непосредственно на месте его проведения с минимумом посуды и реагентов.

У каждого – свой реагент
Оптически прозрачный полимер был получен на кафедре в 90-х годах совсем для других целей. А потом возникла идея сделать на его основе оптические сенсоры для определения тяжелых металлов и других веществ. Нужно было только «подкорректировать» состав полимера, чтобы улучшились его сорбционные свойства, и он мог бы легко впитывать в себя и удерживать определенные реагенты без изменения их аналитических свойств. Это стало основной научной задачей для докторанта Н.А.Гавриленко. В своей кандидатской диссертации она как раз занималась исследованиями свойств прозрачных полимеров. Теперь же Наталия Айратовна изучает физико-химические закономерности сорбции и превращения реагентов, чтобы можно было целенаправленно создавать индикаторы разного типа.
– Для каждого вещества – свой реагент, который вводится в однотипную матрицу, – рассказывает Наталия Айратовна. – Можно определять как сумму металлов, так и каждый по отдельности. Сейчас мы исследуем тяжелые металлы, разрабатываем методики их определения. Нами уже созданы индикаторы на железо, цинк, медь, ртуть, кадмий, а также на фториды и хлориды и витамин С. Недавно проводили исследования четырех видов минеральной воды на присутствие в них железа. К счастью, все оказалось в норме. В перспективе мы планируем увеличить количество определяемых веществ до полусотни.
К этим работам активно подключаются студенты и аспиранты. Например, Ольга Мохова исследует реакции окисления-восстановления и разрабатывает сенсоры для определения восстановителей, в частности, аскорбиновой кислоты. Ее доклад на эту тему был отмечен на Всероссийской студенческой конференции.
– Мы проверяли наличие витамина С в некоторых популярных соках – насколько соответствует его концентрация заявленному на упаковке, – говорит Оля. – Определять его в лабораторных условиях достаточно сложно, а наш индикатор позволяет это сделать минут за двадцать. Теперь хотим эту методику апробировать на других витаминах и фармацевтических препаратах.

Сам себе химик
Таким же способом можно определять наличие химических элементов в твердых телах и газах, но это – в перспективе. А пока ученые планируют в течение года вывести на рынок то, что уже создано, хотя, по мнению профессора Г.М. Мокроусова, это будет не просто.
– Внедряться в рынок сложно. Есть стандартный набор методов определения, который уже прижился, и хотя наш дешевле и быстрее, это никого не волнует. Нам надо искать новые ниши. Например, массовым потребителем данной разработки может стать население.
Дело в том, что бытовых тест-индикаторов в продаже сегодня нет. И мы можем только догадываться, что пьем и едим, и надеяться на добросовестность производителей. А как узнать состав воды, например, в скважине на даче? Устроить себе мини-лабораторию на дому будет довольно просто: покупаешь набор матриц с реагентами (кстати, по вполне доступной цене), к которым прилагается таблица соответствия интенсивности окраски концентрации вещества, наливаешь в стаканчик исследуемую жидкость, опускаешь туда тест – и через несколько минут результат готов. Сравнение цвета индикатора с эталоном можно провести и на компьютере, тогда результат будет еще более точным.
К сожалению, как это нередко бывает, более живой интерес к новой разработке проявили зарубежные промышленники – японцы, американцы, которые всерьез озабочены качеством своего жизненного уровня. Поэтому сейчас научный коллектив Г.М.Мокроусова подал заявку на получение международного патента на изобретение (с российским вопрос уже практически решен). Но первыми потребителями, по мнению Геннадия Михайловича, все равно должны стать томичи. И как только разработка пройдет утомительную процедуру сертификации, пробные партии тест-индикаторов должны появиться в продаже. Тем более, что технология их производства довольно проста, и даже в условиях лаборатории можно было бы выпускать до тысячи индикаторов в месяц. И тогда мы наконец-то сможем «увидеть», какие «коктейли» из химических элементов пьем.

Наталья ШАРАПОВА