Готовить биосенсор бактериального загрязнения стало проще

Биолюминесцентные сенсоры — один из подтипов оптических биосенсоров, работающих на химических реакциях, протекающих в организме светящихся организмов. Большинство таких систем, используемых в биологических и биотехнологических исследованиях, основано на ферментах светлячков: они взаимодействуют со своим субстратом-люциферином, если в среде есть ионы магния и АТФ — универсальная энерговалюта живых клеток. Например, биосенсоры на основе люциферазы насекомого нашли применение в анализе активности генов и высокопроизводительном скрининге при разработке лекарств, а также в пищевой промышленности для контроля заселенности продуктов и рабочих поверхностей микроорганизмами.

Такие биосенсоры просты и быстры в использовании, однако сами ферменты, даже улучшенные биотехнологически, недостаточно устойчивы, а состав среды сильно влияет на активность системы и, соответственно, на точность анализа. Чтобы решить эту проблему, белки светлячков помещают на носители — стекла, металлы, металлоорганику и прочие, но и здесь приходится учитывать особенности взаимодействия подложки со светом.

Сотрудники Сибирского федерального университета и Института биофизики СО РАН предложили недорогой и простой способ получения системы люциферин-люциферазы светлячка для определения загрязнения микроорганизмами. Авторы заключили эти компоненты (как вместе, так и по отдельности) в желатиновый гель — он дешев, доступен и хорошо сохранял реагенты. Чтобы повысить стабильность сенсора, они добавили дитиотреитол для защиты SH-групп фермента от неконтролируемого окисления и бычий сывороточный альбумин для повышения вязкости носителя и связывания альдегидов, которые могут подавлять активность.

В результате авторы получили удобную систему, способную сохранять свою активность на протяжении нескольких недель. Больше не приходилось готовить реагенты — достаточно просто достать пропитанные ими пленки. Диапазон линейного ответа составил от 0,3 пМ до 3 нМ АТФ, а предел обнаружения кишечной палочки — 20 000 клеток в мл.

Предложенный способ приготовления реагентов с их предварительной дозировкой может значительно упростить и ускорить оценку бактериального загрязнения на производстве.