Российские учёные разработали биофильтр, поглощающий никотин

10.08.2012



Курение опасно не только для курильщиков. При производстве табачных изделий в воздух выделяется значительное количество никотина и других летучих веществ, токсичных для человека, вызывающих у него аллергические реакции или просто сильно пахнущих. Выход один – ставить фильтры. Специалисты Института биохимии им. А.Н. Баха РАН, Института биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН и ООО «Инновационные биотехнологии» разработали биофильтр – сообщество микроорганизмов, способное эффективно поглощать из воздуха никотин и пахучие вещества.

В ходе переработки табачных листьев в воздух попадают летучие органические соединения. Самое опасное из них – никотин. Он ядовит, хорошо всасывается в организме человека и может вызывать тяжёлые расстройства. Кроме того, табачные листья содержат множество других летучих соединений, иногда не идентифицированных. Исследователи выделили эти соединения из ферментированных табачных листьев и определили, используя газовую хроматографию и масс-спектрометрию. Им удалось идентифицировать более 200 летучих веществ, принадлежащих к различным классам. У некоторых соединений весьма неприятные запахи, которые специалисты-дегустаторы определили как химический, горелый, едкий или запах плохого табака. У других аромат зелени, ореховый, цветочный, табачно-медовый. Поскольку различные сорта табачных листьев близки по составу летучих веществ, но сильно различаются по их содержанию, то и пахнут они по-разному.

Один из наиболее эффективных и экологически чистых способов удаления летучих органических веществ из воздуха – биофильтрация. Она сравнительно недорога и не вызывает загрязнения окружающей среды. Для создания биофильтров, способных очистить вентиляционные выхлопы табачного производства, московские учёные сконструировали лабораторные микрореакторы, представляющие собой небольшие стеклянные сосуды, заполненные носителем из полиамидного волокна. На волокно наносили суспензию бактерий в минеральной питательной среде. Суспензия постоянно циркулировала в реакторе, бактерии оседали на волокне и образовывали биоплёнки. В состав суспензии вошли микроорганизмы, выделенные из проб, взятых на табачных предприятиях, а также разлагающих летучие органические соединения бактерий родов Pseudomonas, Rhodococcus, Nocardia и Micrococcus из коллекции Института биохимии РАН. Через биореактор пропускали воздух, предварительно прошедший сквозь прогретые измельчённые табачные листья разных сортов.

Лабораторные биореакторы работали более года. За это время на волокне сформировалось сообщество микроорганизмов, адаптированных к использованию летучих веществ и стабильно удаляющих из воздуха пахучие табачные соединения и более 90% никотина. Вещества, которые обычно используют при умягчении табачного листа и ароматизации табака, не влияют на эффективность работы бактерий.

По мнению исследователей, полученные в лаборатории результаты могут стать основой для создания и испытания промышленной установки.

Работа учёных поддержана ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2013 годы»

Впервые на Урале пройдет Объединенный Международный Симпозиум по Нанотехнологиям

Все флаги в гости будут к нам…

Ведущие ученые всего мира представят свои новейшие достижения в области нанотехнологий в рамках Объединенного Международного Симпозиума ISFD-11th-RCBJSF, который пройдет в Международном Торговом Центре Екатеринбург с 20 по 24 августа. В первой части названия симпозиума аббревиатура слов, понятных лишь узкому кругу специалистов «микро - и нано-масштабные доменные структуры в ферроиках», а во второй - зашифровано название симпозиума, который зародился как советско-японский. Одновременно будет проводиться и международная молодежная конференция «Микроскопия высокого разрешения», участники которой получат уникальную возможность не только принять участие сразу в двух международных симпозиумах, но и прослушать лекции ведущих ученых и поработать на современном нанотехнологическом оборудовании института естественных наук (ИЕН) УрФУ. На выставке «Оборудование для нанотехнологий» можно будет ознакомиться с новейшими микроскопами, открывающими «окно в наномир».

Цель симпозиума – обсуждение проблем, связанных с использованием нанотехнологий в сфере сегнетоэлектричества. Особое внимание будет уделено микро- и нано-доменной инженерии, которая творит чудеса, позволяя создавать устройства фотоники и хранения информации с небывалыми характеристиками. Будут обсуждаться новейшие научные результаты, полученные с помощью современных методов высокого разрешения. Важно отметить, что новое знание стало фундаментом новейших технологий. Участникам симпозиума и посетителям будет продемонстрирован продукт нанотехнологии - лазерная установка, в которой в кристалле с периодической доменной структурой невидимый инфракрасный свет преобразуется в яркий зеленый.

В УрФУ соберутся ученые и специалисты из 25 стран. Только из Японии приедет около 40 человек. Кроме того, ожидаются гости из США, Франции, Германии, Швейцарии, Китая, Чехии, Польши, Израиля, Канады, Бразилии, Украины и других стран.

На Уральской земле встретятся ученые разной «величины» - от маститых до начинающих. Среди наиболее заслуженных: Александр Сергеевич Сигов, академик РАН, ректор Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики, награжденный орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени, и Andris Sternberg, академик, директор Латвийского института физики твердого тела из Риги. Гости из Японии Satoshi Wada, профессор университета Яманаши, и Yasuo Cho, профессор университета Тохоку, создатель систем хранения информации с рекордной плотностью, приезжают в Екатеринбург уже не первый раз и могут поделиться впечатлениями не только о состоянии науки на Урале, но и о том, как изменился наш город и университет за последние годы. Давно сотрудничает с учеными УрФУ в области фотоники Marc De Micheli, профессор университета Ниццы. Приедут на Родину видные ученые - выпускник УрГУ: Alexey Gruverman, профессор Университета Небраски, США, один из ведущих мировых экспертов в области сканирующей зондовой микроскопии, и выпускник УПИ Gil Rosenman профессор университета Тель-Авива, Израиль, успешно исследующий «биологические сегнетоэлектрики».

Программа симпозиума включает не только обсуждение научных проблем, но и практическую часть в рамках молодежной конференции «Микроскопия высокого разрешения». Приборы, предоставленные для обучения, невозможно показать сразу большому количеству людей - микроскопия высокого разрешения не совместима с посетителями. Решить проблему позволит телемост между залом проведения симпозиума и Центром коллективного пользования «Современные нанотехнологии» института естественных наук Уральского федерального университета. Будет показано не только новейшее оборудование в действии, исследователи в голубых халатах и атмосфера высокой науки, но и сам таинственный процесс формирования изображений нано-объектов. Опыт организаторов показывает, что такая демонстрация позволяет создавать эффект присутствия.

©РАН 2020