Ученые Института биофизики Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) показали, что детонационные наноалмазы можно использовать для выявления фенолов в воде. Открытие позволит проводить оперативный мониторинг загрязнения окружающей среды. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Nanoscience and Nanotechnology.

Детонационные наноалмазы получают, взрывая содержащие углерод взрывчатые вещества (например, смесь тротила и гексогена), в замкнутой камере при недостатке кислорода. Основа наноалмазной частицы – инертное алмазное ядро, покрытое химически активными примесями. Химическая активность наноалмаза связана с тем, что к свободным химическим связям поверхностных атомов углерода после взрыва присоединяются присутствующие в среде примеси, например, углеводородные фрагменты и атомы металлов.

Красноярские биофизики путем модификации поверхности частиц получили наноалмазы, обладающие высокой коллоидной устойчивостью в разных средах, например в воде, органических растворителях, маслах. После добавления деионизованной воды к порошку таких наноалмазов, они образуют раствор, в котором наночастицы могут годами находиться во взвешенном состоянии, не слипаясь и не образуя осадка.

По словам доктора биологических наук, заведующего лабораторией нанобиотехнологии и биолюминесценции Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН Владимира Бондаря суспензию модифицированных наноалмазов можно многократно высушивать, а после добавления воды она вновь приобретает прежние свойства. Такие наноалмазы сохраняют коллоидную стабильность после замораживания-оттаивания, после кипячения и автоклавирования. Ученые отмечают, что исходные наноалмазы такими свойствами не обладают, из них крайне сложно получить устойчивую суспензию даже при ее длительной обработке ультразвуком, позволяющим разъединить наночастицы.

Выяснилось, что устойчивые к агрегации модифицированные наноалмазы могут играть роль катализатора химических реакций. Так, если их добавить к смеси реагента для определения фенолов аминоантипирина, перекиси водорода и фенола, то раствор быстро окрасится в ярко-малиновый цвет. Исследователи установили, что реакция связана с наличием на поверхности наночастиц микропримесей ионов железа и меди. Это позволяет использовать наноалмазы для создания аналитической системы быстрого обнаружения фенола в воде. «Все очень просто. Берем воду, проводим реакцию с катализатором-суспензией и, если там был фенол, получаем окрашенный продукт. Спектральным методом по количеству образовавшегося цветного продукта определяем концентрацию фенола в водном образце», – рассказал Владимир Бондарь.

Исследователи также оценили возможность многократного применения наночастиц для тестирования. После каждого теста частицы отмывали и вновь запускали реакцию. Оказалось, что один и тот же образец наноалмазов можно использовать для тестирования фенола, по крайней мере, семь раз.

Shema-nanoalm-fen.png 

Схема многоразового использования наноалмазов для тестирования фенола в воде

 

В настоящее время биофизики работают над созданием индикаторной системы для определения фенола на твердом носителе, когда наночастицы закреплены на подложке. В практическом применении – это очень удобно, – отмечают специалисты. Достаточно окунуть такую подложку (например, в виде палочки) в водный образец, сравнить цвет образовавшегося продукта с тестовой линейкой и понять уровень загрязнения воды фенолом.

 

Для справки: Фенолы – ядовитые и высоко опасные для человека вещества, которые при попадании в организм, способны вызвать тяжелое отравление. Например, это может происходить при использовании воды из загрязненных фенолом водоемов. В начале 2000-х годов в бассейне реки Амур случилась экологическая катастрофа – в реку попало огромное количество фенола. Создание способов быстрого выявления этих опасных соединений в водной среде является важной задачей. Один из таких эффективных способов может быть разработан на основе наноалмазов.

Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН

Источники

Красноярские ученые научились находить яды в воде с помощью наноалмазов
НГС.Красноярск (ngs24.ru), 14/03/2018
Красноярские ученые научились находить яды в воде с помощью наноалмазов
БезФормата.Ru Красноярск (krasnoyarsk.bezformata.ru), 14/03/2018
Красноярские ученые используют наноалмазы для выявления фенолов в воде
ИА 1-LINE (1line.info), 14/03/2018
Красноярские ученые предлагают проверять воду на яд наноалмазами
Новости регионов России (regionvest.ru), 14/03/2018
Красноярские ученые нашли полезное применение наноалмазам
Бомба (bomba.news), 14/03/2018
В Красноярске ученые предлагают проверять воду на яд наноалмазами
Лента новостей Красноярска (krasnoyarsk-news.net), 14/03/2018
В Красноярске ученые предлагают проверять воду на яд наноалмазами
Kp.ru, 14/03/2018
Ученые из Красноярска научились определять загрязнение воды с помощью наноалмазов
Новости@Rambler.ru, 14/03/2018
Ученые из Красноярска научились определять загрязнение воды с помощью наноалмазов
NewsRbk.ru, 14/03/2018
Ученые из Красноярска научились определять загрязнение воды с помощью наноалмазов
ТАСС, 14/03/2018
Ученые из Красноярска научились определять загрязнение воды с помощью наноалмазов
123ru.net, 14/03/2018
Ученые из Красноярска научились определять загрязнение воды с помощью наноалмазов
Новости обо всем (newsae.ru), 14/03/2018
Ученые из Красноярска научились определять загрязнение воды с помощью наноалмазов
Mirtesen.sputnik.ru, 14/03/2018
Красноярские ученые предлагают проверять воду на яд наноалмазами
Городские новости (gornovosti.ru), 14/03/2018
Красноярские ученые использовали наноалмазы для выявления фенола в воде
Наш Красноярский край (gnkk.ru), 14/03/2018
Красноярские ученые использовали наноалмазы для выявления фенола в воде
БезФормата.Ru Красноярск (krasnoyarsk.bezformata.ru), 14/03/2018
Красноярские ученые использовали наноалмазы для выявления фенола в воде
Gorodskoyportal.ru/krasnoyarsk, 14/03/2018
Красноярские ученые научились находить яды в воде с помощью наноалмазов
Монависта (krasnoyarsk.monavista.ru), 14/03/2018
Наноалмазы помогут обнаружить загрязнение воды фенолом
Наука в Сибири (sbras.info), 14/03/2018
Наноалмазы помогут обнаружить загрязнение воды
Nanonewsnet.ru, 14/03/2018
Наноалмазы помогут обнаружить загрязнение воды
Wi-fi.ru, 14/03/2018
Наноалмазы помогут обнаружить загрязнение воды
Индикатор (indicator.ru), 14/03/2018
Наноалмазы помогут обнаружить загрязнение воды отравляющими веществами
Пресс-релизы Tayga.info, 14/03/2018
Красноярские ученые разработали уникальный способ анализа воды
Ирбейская правда (irbeika.ru), 15/03/2018
Красноярские ученые разработали уникальный способ анализа воды
Столица 24 (stolitca24.ru), 15/03/2018
Красноярские ученые ищут яды в воде с помощью наноалмазов
SmartBabr (smartbabr.com), 15/03/2018
Ученые показали, что наноалмазы помогут обнаружить загрязнение воды фенолом
Федеральное агентство научных организаций (fano.gov.ru), 16/03/2018
Наноалмазы помогут обнаружить яд в воде
Метеовести (meteovesti.ru), 16/03/2018
Красноярские ученые определяют яды в воде с помощью наноалмазов
Kgs.ru, 19/03/2018
Красноярские ученые определяют яды в воде с помощью наноалмазов
БезФормата.Ru Красноярск (krasnoyarsk.bezformata.ru), 19/03/2018
Красноярские ученые определяют яды в воде с помощью наноалмазов
Сибирское агентство новостей (sibnovosti.ru), 19/03/2018
Биофизики ИБФ ФИЦ КНЦ СО РАН выяснили, что наноалмазы можно использовать для выявления фенолов в воде
Научная Россия (scientificrussia.ru), 20/03/2018
Биофизики ИБФ ФИЦ КНЦ СО РАН выяснили, что наноалмазы можно использовать для выявления фенолов в воде
Биотех 2030 (biotech2030.ru), 21/03/2018
Наноалмазы помогут обнаружить загрязнение воды фенолом
Nanonewsnet.ru, 21/03/2018

Похожие новости

  • 08/07/2017

    Российские ученые получили чувствительные к малым дозам радиации белки

    Группа исследователей из Института биофизики СО РАН, Красноярского государственного аграрного университета, Сибирского федерального Университета (СФУ), а также МГУ им. М. В. Ломоносова разработала чувствительный к радиации белковый комплекс, сообщает пресс-служба СФУ.
    1034
  • 27/11/2018

    Российские биологи расшифровали генетический «секрет» светящихся грибов

    ​Российские биологи идентифицировали все гены, ответственные за биолюминесценцию светящегося гриба. Воссоздание путей синтеза необходимых для этого компонентов — люциферазы и люциферина — в дрожжевых клетках заставило их излучать свет, видимый невооруженным глазом.
    557
  • 24/10/2018

    Космический огород, светящиеся бактерии и пешеходное движение в Красноярске

    Как учатся выращивать растения и утилизировать отходы для будущих марсианских и лунных баз, как работает процесс определения загрязняющих веществ в воде с помощью светящихся бактерий, для чего нужно моделирование пешеходного движения? "Чердак" побывал в лабораториях Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета и узнал, какие там сейчас ведутся разработки и исследования.
    190
  • 05/04/2016

    Биолюминесцентный зонд для определения вирусов

    ​Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН совместно с коллегами из Института биофизики СО РАН (г. Красноярск) создали биосенсор, способный распознавать клещевой энцефалит.
    2160
  • 15/12/2017

    Академик Андрей Дегерменджи: жизнь в астероиде позволит снять целый комплекс проблем

    ​Андрей Георгиевич Дегерменджи - советский и российский ученый-биофизик, академик РАН (2011). Директор Института биофизики СО РАН с 1996 года - об исследованиях красноярских ученых  и системе жизнеобеспечения в экстремальных условиях .
    603
  • 15/11/2016

    Сибирские учёные выиграли национальную стипендию L'Oreal-UNESCO

    С 2007 года в России реализуется программа, которая даёт молодым женщинам-учёным возможность получить национальную стипендию L'Oreal-UNESCO. В этом году двум сибирячкам — представительницам институтов Новосибирска и Красноярска — досталась почётная награда за работы в области химии и биологии.
    1468
  • 16/01/2018

    Замкнутые системы красноярских ученых позволят жить на космическом корабле или на чужой планете

     Разработка принадлежит команде учёных Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН и кафедры замкнутых экосистем Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика Решетнёва. Четыре года назад учёные получили грант Российского научного фонда и начали разработку замкнутой системы, которая позволит человеку жить на космическом корабле или на чужой планете в течение нескольких лет, пока не прибудет другая экспедиция.
    698
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    1972
  • 28/09/2016

    СО РАН: победительницы конкурса L'OREAL-UNESCO «Для женщин в науке»

    23 сентября 2016 года состоялось заседание жюри. Были выбраны победительницы конкурса 'Для женщин в науке' 2016 года. Имена стипендиатов программы российского конкурса 'Для женщин в науке' L’OREAL – UNESCO: Егорова Ксения Сергеевна, Институт органической химии им.
    1491
  • 05/02/2016

    Красноярские ученые придумали, как выделять белки с помощью микросфер из угольной золы

    ​Ученые Института химии и химической технологии СО РАН и Института биофизики СО РАН на основе магнитных микросфер, полученных из летучих зол угля, создали эффективные многоразовые сорбенты для выделения биологических молекул.
    1711