Бактерии-сенсоры помогут найти мины в земле

Ученые из Еврейского университета в Иерусалиме успешно опробовали новый метод дистанционного поиска зарытых в землю мин. Исследователи создали бактерию, которая в присутствии тринитротолуола (взрывчатого вещества, содержащегося во многих минах) испускает флуоресцентное свечение. Оно, в свою очередь, улавливается дистанционно с помощью управляемой оптоэлектронной системы. Статья опубликована в Nature Biothechnology.

Поиск зарытых в землю мин до сих пор остается очень рискованным занятием. За последние десятилетия методы их обнаружения изменились мало — как правило, поиск ведется с помощью миноискателей. В последнее время начали появляться сообщения о разработке аппаратов для дистанционного поиска взрывных устройств (1, 2). Однако они не всегда могут «заметить» мины в пластиковом, а не металлическом корпусе. Авторы нового исследования предложили искать мины с помощью бактерий-сенсоров, распознающих взрывчатые вещества.

Ученые использовали культуру кишечной палочки E.coli, в которую поместили специально модифицированную ДНК. При попадании в бактериальную клетку следовых количеств летучего тринитротолуола или продуктов его распада, в ней начинал синтезироваться белок, испускающий флуоресцентное свечение. Также исследователи разработали оптоэлектронную систему, которая фиксирует свечение бактерий и считывает его интенсивность.

Для тестирования эффективности метода ученые провели испытания в полевых условиях. На небольшом поле размерами 3,8×1,1 метра они закопали пластиковые контейнеры, в которые насыпали чистые песок или землю (контрольные образцы), землю или песок, смешанные со взрывчатым веществом, или положили противопехотные мины с удаленными взрывателем. После этого исследователи поместили бактерии-сенсоры в бусины миллиметрового диаметра, сделанные из вязкого полисахарида, который пропускал следовые количества летучих взрывчатых веществ, и рассыпали бусины на «минном поле». Подготовленное поле ученые отсканировали с расстояния 20 метров.

Авторам работы удалось определить, где находились контейнеры, в которых содержались взрывчатые вещества. Как и ожидали исследователи, местоположение «чистых» контейнеров они отследить не смогли. Также они не уловили сигнала от мин, закопанных в садовую землю за пять дней до начала эксперимента (остальные образцы поместили на поле за 3-5 месяцев до начала эксперимента). Ученые считают, что неудача поиска «свежих мин» вызвана большей плотностью земли, которая адсорбирует бóльшие количества взрывчатых веществ, чем песок, либо взрывчатку не удалось обнаружить из-за того, что образцы были закопаны недавно и тринитротолуол не успел просочиться на поверхность.

В будущем израильские специалисты планируют провести более масштабные испытания, в которых планируется испытать различные мины в разных типах почвы. При этом ученые намерены закапывать мины в разное время и на разную глубину.

Ранее израильтяне представили дрона-сапера, предназначенного для обнаружения взрывчатых веществ и самодельных взрывных устройств. По сообщению разработчиков, встроенный в беспилотник детектор способен распознавать опасные вещества, находящиеся как в твердой, так и в жидкой, и газообразной формах.

Екатерина Русакова

@funscience to be continued...