Бактериите са принудени да генерират електричество, когато откриват опасни вещества – и това направиха, „запечатайки“ ги в клетка.

Нова биосензорна система: бактерии като „електрически“ детектори

Учениците създадоха перспективен био‑електронен датчик, в който живите бактерии генерират електричен сигнал при откриване на определени вещества във течност. Технологията се базира на хидрогел от хитозан – природен полимер, получаван предимно от панцири на ракообразни (а също и от мольюски, гъби, насекоми). Благодарение на този материал датчикът става безопасен дори за контролиране на хранителни продукти; първите изпитания се проведоха с мляко, където той откри нежелани примеси.

Как работят бактерии‑генератори
Бактерии, способни да произвеждат електричество, са известни отдавна. Разнообразието им позволява избор на подходящи штампи в зависимост от веществата, които трябва да се откриват. Проблемът беше, че при потапяне на колониите във вода те или се измиваха сами, или се измиваше медиаторът – вещество, необходимо за пренасяне на електрони към електроди.

Решение: хитозанов хидрогел
Хидрогел от хитозан изпълнява ролята на „крепост“:

- задържа бактериите и медиаторите в средата;

- осигурява основа за закрепване на редокс‑медиатори, които пренасят електрони от активираните бактерии към електроди.

Хитозанът е безопасен за човека и околната среда, както и лесно заменя синтетичните носители.

Датчик в действие
При контакт с целеви замърсители (например токсични вещества във отпадъчни води или хранителни продукти) микроорганизмите стартират дихателната киназа за пренасяне на електрони. Това води до стабилен електрически сигнал, който може да се регистрира с специално оборудване.

В тестовата работа датчикът със модифицирани пробиотични бактерии *Lactobacillus plantarum* беше поставен в мляко. Бактериите реагират на присъствието на консерванта сакцин P, генерирайки електрически сигнал след няколко часа. Така датчикът успешно откри търсеното вещество и прояви електрическа активност.

Перспективи за приложение
Разработената технология отваря нови възможности за мониторинг на качеството на вода и хранителни продукти. В бъдеще може да се внедри в индустрията, екологичния контрол и здравеопазването, подпомагайки прехода към „зелени“ решения базирани на живи микроорганизми.