Ученые ИТМО создали компактные сенсоры для экспресс‑анализа кальция в жидкостях

Исследователи из университета ИТМО разработали миниатюрные высокочувствительные сенсоры, способные точно определять концентрацию ионов кальция в сложных жидкостях — от морской воды и молока до крови. Эти устройства отличаются доступной ценой, простотой эксплуатации и не требуют трудоемкой подготовки образцов, что делает их идеальными для полевых условий и ситуаций, где лабораторный анализ затруднен.
В медицине соотношение кальция и магния в крови — важный маркер здоровья человека, влияющий на качество и продолжительность жизни. Анализ кальция востребован при диагностике заболеваний сердца и сосудов.
Существующие подходы к анализу кальция имеют ряд ограничений. Металлические электроды, например платиновые или углеродные, часто дают неточные результаты из‑за помех от посторонних веществ. Наносенсоры на основе полимеров и наночастиц отличаются высокой стоимостью и требуют сложной доработки.
Ученые ИТМО предложили принципиально новый подход, создав сенсоры на базе двумерного материала MXene (карбида титана). Устройства обладают рядом существенных преимуществ. Они компактны — размеры составляют до 1 см в длину и 3–4 мм в толщину. Для анализа достаточно всего 100 микролитров пробы, то есть пары капель жидкости. В отличие от аналогов, сенсоры не требуют больших объемов жидкости или громоздкого оборудования. Кроме того, они доступны по цене в сравнении с существующими решениями.
Новые сенсоры открывают широкие возможности для практического применения. Их можно использовать для оперативного экологического мониторинга водоемов, контроля качества пищевой продукции на производстве, экспресс‑диагностики в медицине — особенно в условиях, где лабораторные тесты затруднены. Также устройства подходят для исследований в полевых условиях, когда нет возможности транспортировать образцы в лабораторию.

0