Degustators ūdensvadā
Tam jābūt bezkrāsainam, vēsam, bez smaržas un garšas. Tas nedrīkst saturēt patogēnus un nekaitēt veselībai. Tāpēc dzeramajam ūdenim regulāri tiek veiktas vairākas pārbaudes. Papildus šiem testiem projektā “AquaBioTox” šobrīd tiek izstrādāta sistēma pastāvīgai dzeramā ūdens uzraudzībai reāllaikā.
Pašlaik Dzeramā ūdens rīkojumā noteiktās pārbaudes aprobežojas ar izlases veida paraugiem, kas bieži vien sniedz rezultātus tikai pēc stundām un vienmēr ir pielāgoti konkrētām vielām. Savukārt AquaBioTox sistēmas sirds ir biosensors, kas reaģē uz plašu potenciāli bīstamu vielu klāstu un reaģē jau pēc dažām minūtēm. Tas darbojas saskaņā ar degustācijas principu: daļa dzeramā ūdens tiek padots no galvenās līnijas sazarotā kritiena posmā caur sensoru, kurā ir divi dažādi baktēriju celmi un zīdītāju šūnas. Kamēr mikroskopiskās baktērijas ar savu lielo virsmu nodrošina ātru vielu apmaiņu un reaģē uz toksiskām vielām dažu minūšu laikā, zīdītāju šūnas nodrošina rezultātu ar savu saistību ar cilvēka organismu un vienlaikus paplašina reakcijas spektru. "Mēs pārbaudījām dažādas vielu klases, kuras varētu atrast ūdenī, bet kurām nevajadzētu, un līdz šim mūsu sensors ir reaģējis uz katru no šīm vielām," ziņo Dr. Irisa Trika no Fraunhofera Interfeisu inženierijas un biotehnoloģijas institūta IGB Štutgartē, kura kopā ar kolēģi Dr. Anke Burger-Kentischer izstrādāja.
Sensorā esošie mikroorganismi ir modificēti, lai iegūtu sarkanu fluorescējošu proteīnu. Ja tie nonāk saskarē ar toksiskām vielām, mainās fluorescence. Ļoti jutīga kameru sistēma ar novērtēšanas vienību, kas izstrādāta Fraunhofera Optronikas, Sistēmu Tehnoloģiju un Attēlu Novērtēšanas Institūtā IOSB Karlsrūē reģistrē pat vismazākās fluorescences izmaiņas un novērtē tās automātiski. »Uzraudzības vienība izmanto mašīnmācīšanās procesus, lai no vēsturiskajiem datiem uzzinātu, kuras fizikālo, ķīmisko un bioloģisko parametru svārstības ir normālas. Ja signālos ir pamanāms raksts, tas atskan trauksmes signālu, skaidro Dr. Tomass Bernards, grupas vadītājs no IOSB. Biosensors reaģē uz mazākajiem bīstamo vielu daudzumiem. "Mūsu sensors var noteikt ļoti zemas koncentrācijas," saka Triks. Klasiskās indes, piemēram, cianīds vai ricīns, kā arī pesticīdi vai toksiski baktēriju vielmaiņas produkti var būt nāvējoši koncentrācijā nanogrami litrā.
Lai biosensors varētu darboties pastāvīgi, ir jānodrošina optimāli mikroorganismu dzīves apstākļi. IOSB pētnieki šim nolūkam ir izstrādājuši sistēmu, kas automātiski uzrauga un regulē svarīgus parametrus, piemēram, temperatūru un barības vielu uzņemšanu. Vēl viena Aqua-BioTox sistēmas sastāvdaļa ir Ķīles projekta partnera bbe Moldaenke dafniju toksimetrs – ūdensblusas ir īpaši jutīgas pret nervu toksīniem. Uzraudzības sistēma pašlaik tiek testēta nelietotā cauruļu posmā Berliner Wasserbetriebe - cita projekta partnera - teritorijā. Mērķis ir padarīt sistēmu tik mazu un lētu, lai jutīgos punktos visā dzeramā ūdens tīklā varētu uzstādīt sensoru bloku tīklu.
Avots: Štutgarte [IGB]
