Портативные дрожжевые «микробродильни» предупреждают о радиации
Дрожжи помогут работникам медицинских лабораторий быстро определить полученную за день дозу радиации и оценить нанесённые тканям повреждения, способные вызвать рак.
Исследователи в Университете Пердью разработали дрожжевые «микробродильни» в одноразовых капсулах-датчиках, сделанных из вощёной бумаги, алюминия и клейкой ленты. Достаточно поместить на датчик каплю воды —это активирует ферментацию, создающую ионы и меняющую электрические свойства датчика. С помощью электронного устройства можно измерить эти параметры и определить полученную дозу радиации.
Подпись к изображению: Дрожжи помогут работникам лабораторий установить полученную за день дозу радиации и быстро определить степень полученных повреждений тканей, способных вызвать рак
В случае коммерческого использования считывающим устройством может быть планшет или смартфон. В будущем такой жетон может быть адаптирован для работников атомных станций, или жертв атомных аварий.
Работники в области рентгено- и радиологии часто подвергаются воздействию небольших доз радиации, например, делая рентгеновский снимок. Хотя защитное оборудование и снижает облучение до безопасных пределов, всё же получение некоторой дозы радиации неизбежно.
Радиация сверх допустимых норм повышает риск возникновения рака, катаракты, кожных воспалений и заболеваний щитовидной железы.
«Сейчас работающие в сфере радиологии обязаны носить дозиметры на разных участках тела для контроля полученной дозой облучения, — говорит Бабак Зиаи, профессор электротехнического и компьютерного инжиниринга. — Эти дозиметры носят один-два месяца, затем отсылают производителю. Считывание данных и получение отчёта больницей занимает недели. Наш датчик даёт моментальный результат при значительно меньших затратах».
Успех предложенного датчика-бэджа определяется быстрой и измеримой реакцией дрожжей на радиацию. Чем выше полученная доза, тем больше дрожжевых клеток погибает. Смачивание датчика побуждает выжившие клетки поглощать глюкозу и выделять углекислый газ — эта та же ферментация, которая участвует в производстве пива и хлеба.
На поверхности формируются пузырьки углекислого газа, образуются ионы. Они увеличивает электрическую проводимость раствора, и это можно измерить, подключив датчик к прибору-считывателю.
«Мы используем изменение в электрических свойствах дрожжей чтобы узнать степень причинённого радиацией ущерба. Постепенное снижение электрической проводимости говорит о прогрессирующих повреждениях».
Показания устройства переводятся в рады — единицы, используемые для указания пределов безопасных для человека доз радиации. Например, кожа не должна получать более 7,5 рад за три месяца.
Дрожжевые детекторы способны регистрировать дозу всего 1 миллирад, что сравнимо с имеющимися на рынке датчиками.
Также дрожжи имеют генетическое сходство с человеческими тканями, а значит данные дрожжевых датчиков могут пригодиться в будущем в исследованиях влияния радиации на ДНК и белки человека.
13.08.2018 18:34
