لقد درس علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية مدى فعالية الطريقة الكهروكيميائية في الكشف عن السموم الفطرية في الحبوب. بناءً على هذه البيانات ، سيتم إنشاء جهاز استشعار يستجيب توكسين - زيرالينون ، وهو مادة سامة تنتجها القوالب. سيتم تنفيذ العمل في إطار منحة المؤسسة الروسية للأبحاث الأساسية. تم نشر النتائج الأولى في مجلة «FoodChemistry» (Q1) ذات التصنيف العالي.
تنمو القوالب على عدد من المحاصيل والمواد الغذائية ، وتنتج السموم الفطرية - وهي سم من أصل بيولوجي. السموم الفطرية خطرة على الإنسان عند تناولها ، فهي تسبب التسمم ، وفي بعض الحالات تؤدي إلى الإصابة بالسرطان ونقص المناعة.
يعد اكتشاف السموم الفطرية - إحدى مشكلات سلامة الأغذية في كل بلد. لهذا الغرض ، يتم استخدام أجهزة الاستشعار التي تتفاعل مع السموم الفطرية في المجال الزراعي. باستخدام زيرالينون كمثال ، درس العلماء في جامعة جنوب الأورال الحكومية طرق اكتشاف السموم المتاحة اليوم وحددوا فعاليتها.
تم العثور على زيرالينون في الذرة والشعير والقمح والأرز والذرة الرفيعة. يتم إنتاجه عن طريق الفطريات Fusarium ، وخاصة Fusariumgraminearum و Fusariumcerealis و Fusariumculmorum. أظهرت التحليلات من 2010-2015 أن حوالي 80 % من الحبوب في أوروبا كانت ملوثة بـزيرالينون ، بالإضافة إلى ذلك ، تمت إضافة السموم الفطرية الأخرى إليها.
مراجعة الأدبيات التي أجراها أوليغ بولشاكوف ، كبير الباحثين في مركز العلوم التعليمي «تقنية النانو»، وكذلك من قبل مجموعة بحثية بقيادة دكتوراه. أظهرت ناتاليا بيلوجلازوفا من جامعة غينت أن المستشعرات الكهروكيميائية مثالية للكشف عن الزيرالينون.
«معظم أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية التي تستجيب للزيرالينون هي الفولتميتر. هناك دليل على حساسية عالية لأجهزة استشعار المعاوقة ، لكنها ليست الطريقة الأنسب لرصد المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض مثل السموم الفطرية. من وجهة النظر هذه ، تعتبر المستشعرات السعوية أفضل ، لكنها تظل غير مستكشفة», - علق أوليغ بولشاكوف.
العيب الوحيد لأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية الآن هو الاختبار فقط على العينات التي تحتوي على إضافات صناعية. لم يتم إجراء أي تحليلات على المواد الخام ، على الرغم من أن الدراسات الموضوعية يجب أن تكون مدعومة بنتائج العمل مع العينات ذات التلوث الطبيعي.
.jpg)
في الصورة: أوليغ بولشاكوف
كان العمل مع المصادر النظرية الخطوة الأولى نحو إنشاء مستشعر كهروكيميائي خاص. يستخدم مواد شبه موصلة تم تصنيعها في جامعة جنوب الأورال الحكومية. يتم الآن إجراء فحص لنشاطها الحسي ، اعتمادًا على الأساس: نيتريد الكربون المخدر جزيئيًا ، وبولي تريازين إيميد ، والنقاط الكمومية وغيرها.
«توضح كل هذه المواد المستويات المطلوبة من الانتقائية وسرعة الإشارة ، والأهم من ذلك ، قابلية إعادة الإنتاج. في الآونة الأخيرة ، تم الحصول على نتائج واعدة بشأن الاكتشاف الانتقائي للسموم الفطرية الخطرة باستخدام مواد تعتمد على الجسيمات الدقيقة المركبة المكونة من أكسيد التيتانيوم ونتريد الكربون»,- أضاف أوليغ بولشاكوف.
أجريت الدراسة في إطار مشروع المؤسسة الروسية للأبحاث الأساسية - تشليابنسك «تطوير مستشعرات قياس النانو على أساس الجسيمات النانوية المعدلة (الكم وجزيئات الكربون) لجيل جديد من أجل التحديد الانتقائي للغاية للملوثات في الماء».
جامعة جنوب الأورال الحكومية - هي جامعة للتحولات الرقمية ، حيث يتم إجراء البحوث المبتكرة في معظم المجالات ذات الأولوية لتطوير العلوم والتكنولوجيا. وفقًا لاستراتيجية التطور العلمي والتكنولوجي لروسيا الأتحادية ، تركز الجامعة على تطوير مشاريع علمية متعددة التخصصات كبيرة في مجال الصناعة الرقمية وعلوم المواد والبيئة. في عام العلوم والتكنولوجيا ، ستشارك جامعة جنوب الأورال الحكومية في المسابقة في إطار برنامج «الأولوية - 2030». تؤدي الجامعة وظائف مكتب مشروع إقليمي تابع لمركز الأورال العلمي والتعليمي العالمي.