Российские ученые на основе кремний-титанового геля и красителя создали новый материал, который способен достаточно быстро и в полевых условиях определить содержание опасных оксалат-ионов в еде. Уникальность нового материала состоит в том, что для анализа с его помощью не нужно ничего дополнительно делать с объектом исследования — достаточно лишь прикоснуться материалом к образцу. Результаты работы ученых МГУ имени М.В. Ломоносова опубликованы в журнале Sensors.
Оксалаты — это соли щавелевой кислоты. Многие из них плохо растворяются в воде и выделяются из растворов в виде кристаллов. Если вы едите пищу с большим содержанием оксалатов, то рискуете заполучить почечнокаменную болезнь. Ученые из МГУ разработали высокочувствительный материал, который определяет количество опасных ионов, даже если их концентрация в четыре раза меньше максимально допустимой.
Новый сенсорный материал — это модифицированный кремний-титановый гель, из которого удалена вся жидкая фаза. Он представляет собой фиолетовый порошок из частиц размером около 100 микрометров. В структуру этого геля включен индикатор эриохромцианин, который теряет свою окраску после контакта с веществом, содержащим оксалат-ионы. Происходит это вследствие того, что титан, содержащийся в матрице сенсорного материала, может образовывать устойчивые неокрашенные комплексы с оксалат-ионами, что приводит к разрушению окрашенных комплексов с эриохромцианином и обесцвечиванию материала. Интенсивность окраски сенсорного материала, которая является показателем концентрации исследуемых ионов, ученые измеряли с помощью спектрофотометра Lambda 35.
Получить такой сенсорный материал исследователи смогли с помощью золь-гель технологии. Она предполагает получение сначала раствора с нерастворимыми в нем твердыми частицами размером от 1 до 100 нанометров, а затем удаление из него всей жидкой фазы. После удаления жидкости молекулы твердых частиц начинают образовывать связи друг с другом, в результате чего создается трехмерная молекулярная матрица. После завершения процесса синтеза в образовавшуюся матрицу исследователи ввели индикатор эриохромцианин.
«Важной задачей является определение оксалат-ионов в биологических жидкостях, прежде всего, в моче. Для этой цели требуется создать сенсорный материал с большей чувствительностью определения, что и будет дальнейшим развитием нашего исследования», — говорит Елена Моросанова, автор исследования, профессор кафедры аналитической химии химического факультета МГУ.
В качестве объектов анализа ученые выбрали пять образцов пищевых продуктов: листья щавеля, листья шпината, петрушку, молотый черный перец, корень имбиря. Содержание оксалат-ионов в этих образцах исследователи определили двумя методами: с использованием сенсорного материала и методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Эти два метода показали высокую сходимость результатов: разница между ними составила менее 10%.
«Использование созданного нами сенсорного материала позволяет определять оксалат-ионы в пищевых продуктах просто, быстро и во внелабораторных условиях», – говорит Елена Моросанова.