روسيا.. تطوير نظام قادر على كشف مركبات عضوية خطيرة في البيئات المائية

قام متخصصون من معهد الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الكهربائية بدعم من منحة من مؤسسة العلوم الروسية، بتطوير نظام استشعار جديد للكشف عن المركبات العضوية الخطرة في البيئات المائية.

أفادت بذلك الخدمة الصحفية لوزارة التعليم والعلوم في روسيا.

وجاء في بيان نشرته الخدمة الصحفية:" تم في مختبر الكيمياء الحيوية الكهربائية التابع لمعهد الفيزياء والكيمياء لدى لأكاديمية العلوم الروسية تطوير نوع جديد من أجهزة الاستشعار للتعرف على المركبات العضوية بتركيزات منخفضة للغاية. ويقوم مبدأ تشغيل أجهزة الاستشعار على أكسدة المواد الخاضعة للتحليل تحت تأثير الضوء، ونتيجة لذلك تصبح تلك المواد "مرئية" وقابلة لتحليل "طيف التشتت الضخم"، بصفته طريقة تحليل فائقة الحساسية قادرة على تحديد جزيئات منعزلة.

إقرأ المزيد

تأثير أكياس الشاي على صحة الإنسان

يذكر أن مطيافية التشتت الضخم هي طريقة تسمح بالحصول على صورة مميزة لاهتزازات الذرات في المادة. وإنها تعمل كنوع من "البصمة" التي بفضلها يمكن تحديد المركب الذي تم تحليله بناء على قواعد البيانات. ومع ذلك، فإن عددا من المواد، بما في ذلك المواد السامة بتركيزات منخفضة جدا، لم تخضع بعد لهذه الطريقة.

واقترح مؤلفو الدراسة لأول مرة تغيير بنية المركبات التي يتم تحليلها باستخدام الأكسدة. وللقيام بذلك، قاموا بتطوير شريحة محفز ضوئي قادرة على تحويل جزيئات الأكسجين من البيئة إلى عامل مؤكسد قوي وهو الأكسجين. وتتم أولا أكسدة عينة مائية تحتوي على جسيمات نانوية فضية مضافة لتعزيز الإشارة على سطح الشريحة، ثم يتم تحليلها.

والشريحة عبارة عن طبقة رقيقة جدا يبلغ سمكها 2 نانومتر، وتتكون من صبغة صناعية تسمى بـ فثالوسيانينات الزنك، المسؤولة عن امتصاص الضوء وتنشيط الأكسجين، وأكسيد الغرافين الذي يحمل الفثالوسيانين على الشريحة ويحميها من التدمير الذاتي، مما يزيل الطاقة الزائدة. ويؤدي تحفيز الأكسدة بالضوء إلى تجنب إضافة مركبات المنشط التي قد يؤدي وجودها إلى تعقيد التحليل. وبالتالي، فإن مادة الرقاقة تجعل التحليل بسيطا وسريعا.

قالت رئيسة المشروع البروفيسور ماريا كالينينا :" يمكن لنظام الاستشعار المقترح أن يشكل أساسا للأجهزة المحمولة للتحليل السريع الذي لا يتطلب إعدادا خاصا للعينات، كما يمكن الآن شراء مقاييس الطيف المصغرة بحجم هاتف لذكي في المتاجر. والخطوة التالية هي تطوير برنامج لفك شفرة النتائج سيتم تحقيقها باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي".

المصدر: تاس