Апимондия-2021

Найти антибиотик... за минуту

Мы уже писали о том, что мешает башкирскому меду завоевать западный рынок. К сожалению, в нем иногда находят следы антибиотиков и других запрещенных на Западе веществ. Наш продукт соответствует российским ГОСТам, но за рубежом установлены более жёсткие критерии качества.

Ученые республики сегодня прилагают немало усилий для того, чтобы ситуацию коренным образом изменить. О некоторых научных разработках мы уже рассказывали на страницах газеты в рубрике "Апимондия -2021". Сегодня мы продолжаем тему, и в гостях у редакции - Вячеслав Цветков, доцент кафедры биохимии и биотехнологии Башкирского государственного университета, кандидат биологических наук.
- Проблема загрязнений меда характерна как для нашего региона, так и для России в целом, - рассказывает Вячеслав Олегович. - К сожалению, наши пчеловоды для лечения и профилактики болезней пчел применяют химические средства с антибиотиками, и остаточное количество веществ попадает в мед. Как раз на нашей кафедре разрабатываются лекарственные средства на растительной основе, они абсолютно безвредны для пчел. Это один шаг, и очень важный. Другой вопрос - как отсечь от экспорта мед, не соответствующий высоким требованиям западных стран? Дело в том, что лабораторная проверка этого продукта в России тоже не на самом высоком уровне. Существуют центры ветеринарного профиля, у которых есть оборудование для исследования ограниченного количества параметров. Они могут выявить лишь некоторые антибиотики и пестициды, поэтому какие-то запрещенные вещества через контроль все-таки проходят. А когда мед попадает за границу и в нем находят эти вещества, то его безжалостно уничтожают. Таковы правила.
- В преддверии "Апимондии-2021", которая пройдет в Башкирии, на совещаниях разного уровня обсуждается вопрос о том, что республике нужна современная, специализированная лаборатория, которая решила бы проблему с определением вредных примесей в меде в соответствии с международными требованиями.
- Безусловно, иметь такую лабораторию в республике было бы хорошо, решились бы многие проблемы. Конечно, это очень дорогое оборудование, и я слышал, что его предлагают закупать поэтапно. Наша кафедра тоже не стоит в стороне. Сейчас мы работаем над созданием экспресс-теста, который позволит выявлять антибиотики, пестициды и другие вещества в меде буквально за минуты. И для этого не нужны какие-то особенные условия. Это будет компактный прибор размером со смартфон.
- В двух словах, каково его устройство?
- Электроника плюс чувствительный элемент, созданный на основе специфического фермента или совокупности ферментов. Туда могут быть включены дополнительные химические реагенты, которые будут способствовать реакции антибиотика или другого вещества с ферментом. И за счет электрохимической регистрации сигнала мы будем определять присутствие постороннего вещества в меде, его количество.
- Как это происходит? Вы берете ложку меда...
- Мед нужно будет развести в воде, а потом в этот раствор погрузить чувствительный элемент. Буквально через минуту прибор выдает результат. Для каждого определяемого вещества, будь то антибиотики или пестициды, предназначен свой чувствительный элемент. Во время исследования меда их нужно будет менять, хотя, в принципе, возможно подключать одновременно несколько модулей.
- Вы разрабатываете, по сути, электронный прибор, но вы не электронщик, а биолог...
- Электронная часть оказалась самой простой. Сейчас даже детям покупают конструкторы Arduino. Мы делаем макет, используя такой конструктив, состоящий из набора плат. Представьте себе микросхему, к ней подключаются датчики, а результаты исследований выводятся на компьютер. Это не требует глубокого знания программирования. Конечно, эти микросхемы мы сейчас используем как прототипы. На финишном этапе к работе подключим специалистов.
- Как идет процесс исследований?
- Большую рутинную работу проводят студенты. Обычный биохимический процесс: пробирки, колбы, вода, разные растворы, специальное оборудование. Студенты наблюдают, где и как проходит биохимическая реакция. Все графики выводятся на экран компьютера. Проектом занимаемся уже полгода, и за это время мы подобрали условия для создания чувствительного элемента - биосенсора, иммобилизации фермента. "Сажаем" фермент на стекло, "пришиваем" химическими методами. На сегодняшний день добились того, чтобы молекула белка - фермента стабильно "пришивалась" к электроду. Сейчас идут работы по определению того, какой сигнал дает молекула фермента на чувствительный элемент в зависимости от количества вещества, его химических свойств, от температуры окружающей среды и прочих внешних условий. Пока мы ведем эксперименты на модельных объектах: это не мед, а чистые вещества. Затем будем проводить исследования на реальных растворах.
- Интересно, сколько этот прибор будет стоить?
- Все будет зависеть от объемов производства. Если прибор начнут выпускать на промышленном уровне, по самым приблизительным подсчетам, его стоимость составит около 2 тысяч рублей. Мы не исключаем того, что он будет выпускаться на базе малого инновационного предприятия университета.
- Цена вполне доступная для торговых центров, рынков с ветлабораториями...
- Думаю, что прибор в первую очередь будет востребован у производителей меда, фасовщиков, продавцов, ну и, конечно, у ветслужб. Еще нужно будет отдельно покупать расходный материал - чувствительные элементы. А хранить их придется в холодильнике. Материала хватит на 3-6 месяцев, это примерно 500-1000 рублей. Вообще, такой тип приборов уже давно существует. По похожему принципу работают глюкометры, определяя уровень глюкозы в крови. Есть раствор (кровь), есть чувствительный элемент - тест-полоски.
- Чем этот проект нравится лично вам?
- Своей практичностью. Есть цель, есть конкретная задача. В то же время я параллельно занимаюсь и фундаментальными исследованиями, которые являются продолжением моей кандидатской диссертации. Эти исследования тоже связаны с ферментами класса гидролаз. Поэтому и технические решения, и методологические подходы мне знакомы.