Вода, которую мы используем в своей повседневной жизни, играет особую роль. Крайне важно, чтобы она была качественной и не содержала вредных веществ. Однако мало кто следит за составом употребляемой жидкости. Исследователи из Сан-Диего занимаются тестированием проб воды и улучшением ее качества.
Мнение ученых
Выпускница факультета биоинженерии института Сан-Диего Натали Куксон говорит, что вода далеко не всегда подходит для питья. Именно поэтому необходимо не периодически брать пробы из источников, а проводить непрерывный мониторинг качества воды. Натали считает, что ее работа поможет создать доступные для всех системы тестирования воды. При установке такого устройства на кран, люди смогут знать, что именно они употребляют. К примеру, вода, проходящая через очистные сооружения в городе Флинт штата Мичиган, имела опасный уровень содержания свинца. То есть, когда эта же вода льется из кранов жителей Кремниевой долины, в ней еще остается свинец.
Новый подход
Команда исследователей из Сан-Диего разработала новый подход, позволяющий проводить непрерывный мониторинг загрязнений питьевой воды. Их метод позволяет обнаружить даже тяжелые металлы. В качестве датчиков загрязнения используются живые бактерии. Последние результаты, полученные учеными, были опубликованы в журнале Proceedings of the Natural Academy of Sciences (PNAS).
Сегодня уже существуют системы, позволяющие анализировать воду на предмет содержания в ней тяжелых металлов. Однако, как правило, такие решения не слишком доступны и тяжелы в использовании. Это мешает их повсеместному и непрерывному применению. Группа ученых из Сан-Диего стремится устранить все эти барьеры.
Суть метода
Новый подход к мониторингу состояния воды основан на применении безвредных штаммов живых бактерий e.coli. Они способны обнаружить тяжелые металлы, загрязняющие воду. Фактически это лабораторные крысы мира бактерий.
Как же микробы способны информировать нас о наличии вредных веществ в воде? Дело в том, что бактериальные геномы реагируют на загрязнения таким образом, что люди могут распознавать их сигналы. Если более глубоко изучить поведение этих микроскопических живых организмов, то можно понять, что они более тонко реагируют на изменения окружающей среды, чем люди. Чтобы интерпретировать их поведение, исследователям пришлось использовать методы синтетической биологии, биоинженерии и математики. В результате получилась система для тестирования воды, которая способна в течение двух недель контролировать и распознавать наличие загрязняющих веществ в воде.
В системе тестирования воды каждая бактерия помещена в собственную малую камеру. К ней подведены крошечные каналы, по которым жидкость и загрязняющие ее вещества поступают к бактериям. По флуоресценции бактерий ученые могут судить об активности того или иного гена. Фактически, когда бактерии взаимодействуют с тяжелыми металлами, они начинают светиться.
Фиксация результатов
Исследователи могут зафиксировать уровень напряжения в каждой камере. Паттерн свечения записывается и подается для обработки в систему искусственного интеллекта. Таким образом, система способна автоматически идентифицировать появление тяжелых металлов в воде.
Заключение
Свое изобретение исследователи предлагают использовать во всех местах, где требуется питьевая вода, например в кафе и ресторанах или других местах, где готовят различные напитки. Система позволит постоянно следить за качеством воды.
Напоследок хотелось отметить, что каждый из нас должен следить за качеством воды, которую мы пьем. В противном случае можно занести в организм различные инфекции, последствия от которых могут быть плачевными.
