Живые дрожжи превратили в дозиметр

Дешёвые одноразовые пластинки из дрожжей могут заменить сложные современные устройства.
Фото Purdue University image/Kayla Wiles.

Инженеры создали из дрожжей и бумаги дозиметр, который измеряет уровень радиации не хуже традиционных сложных устройств. Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Advanced Biosystems группой во главе с Бабаком Зиаи (Babak Ziaie) из Университета Пердью в США.

Устройство заставляет вспомнить поговорку, что всё гениальное просто. Одноразовая пластинка размером 18 × 18 квадратных миллиметров и толщиной 0,57 миллиметра состоит из живых дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae. Такой детектор вредного излучения располагается между двумя электродами на бумажной подложке. Всю конструкцию можно прикрепить, например, на одежду. Под действием ионизирующего излучения дрожжи постепенно погибают.

Когда с прибора нужно считать показания, пластинку нужно смочить водой. Оставшиеся в живых дрожжи начинают потреблять заранее добавленную к ним глюкозу и выделять углекислый газ. Последний растворяется в воде, обогащая её ионами. Из-за этого растёт электрическое сопротивление смоченной пластинки (что считывается электродами).

 

 

Чем больше доза облучения, тем больше дрожжей погибло и меньше углекислого газа выделилось. Значит, тем выше и электрическое сопротивление. И действительно, эксперименты показали, что сопротивление пластинки прямо пропорционально поглощённой дозе в радах. Значит, задача сводится к стандартной процедуре измерения электрического сопротивления. Соответствующий измеритель может быть интегрирован, например, в смартфон. (Впрочем, пока для этих целей приходится использовать достаточно крупные и сложные лабораторные устройства.)

Как выяснилось, биологический прибор различает дозы, разница между которыми составляет всего один миллирад. Это сопоставимо с параметрами традиционных устройств. В то же время новинка выгодно отличается от них простотой, дешевизной и мгновенностью результата. Как поясняется в пресс-релизе, в случае традиционных измерителей поглощённой дозы для считывания показаний их требуется отсылать компании-изготовителю, которая тратит неделю на получение результата.

У "дозиметров на дрожжах" есть и ещё одно преимущество. Они позволяют не только измерять дозу, но и напрямую изучать повреждения, нанесённые этой дозой живым клеткам.

Как установили исследователи, основная причина гибели клеток от радиации — повреждение мембран клетки и её митохондрий. Специалисты считают, что клетки дрожжей в этом отношении не отличаются от клеток врачей-рентгенологов и работников атомных станций.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) и раньше писали о необычных применениях дрожжей. Например, мы говорили о том, что они помогут перерабатывать отходы космонавтов, диагностировать грибковые заболевания и создавать новые лекарства.

Сегодня