Bakterie zostały zmuszone do generowania prądu, gdy wykrywały niebezpieczne związki – i to zrobili, „przykrywając” je w komórce.

Nowa system biosensorowa: bakterie jako „elektryczne” detektory

Naukowcy stworzyli perspektywiczny bio‑elektroniczny czujnik, w którym żywe bakterie generują sygnał elektryczny przy wykrywaniu określonych substancji w cieczy. Technologia opiera się na hydrożelu z chitoanu – naturalnego polimeru pozyskiwanego głównie z muszli skorupiaków (ale także z mięczaków, grzybów, owadów). Dzięki temu materiałowi czujnik staje się bezpieczny nawet do kontroli produktów spożywczych; pierwsze testy przeprowadzono na mleku, gdzie wykrywa on niepożądane zanieczyszczenia.

Jak działają bakterie‑generatorzy
Bakterie zdolne do wytwarzania prądu są znane od dawna. Ich różnorodność pozwala wybierać odpowiednie szczepy w zależności od tego, jakie substancje mają być wykrywane. Problem polegał na tym, że po zanurzeniu kolonii w cieczy albo się wypływały, albo wypływała mediatora‑substancja potrzebna do przekazywania elektronów do elektrod.

Rozwiązanie: hydrożel z chitoanu
Hydrożel z chitoanu pełni rolę „fortu”:

- utrzymuje bakterie i mediatorzy wewnątrz środowiska;
- zapewnia bazę do mocowania redoks‑mediatorów, które przekazują elektrony od aktywowanych bakterii do elektrod.

Chitoan jest bezpieczny dla człowieka i środowiska oraz łatwo zastępuje syntetyczne nośniki.

Czujnik w działaniu
W kontakcie z docelowymi zanieczyszczeniami (np. toksycznymi substancjami w ściekach lub produktach spożywczych) mikroorganizmy uruchamiają łańcuch oddychania przenoszenia elektronów. Powoduje to stabilny sygnał elektryczny, który można rejestrować specjalnym sprzętem.

W pracy testowej czujnik z modyfikowanymi probiotycznymi bakteriami *Lactobacillus plantarum* został umieszczony w mleku. Bakterie reagują na obecność konserwantu sakcyny P, generując sygnał elektryczny po kilku godzinach. W ten sposób czujnik skutecznie wykrył poszukiwany związek i wykazał aktywność elektryczną.

Perspektywy zastosowania
Rozwinięta technologia otwiera nowe możliwości monitorowania jakości wody i produktów spożywczych. W przyszłości można ją wdrożyć w przemyśle, kontroli środowiskowej i opiece zdrowotnej, przyczyniając się do przejścia na „zielone” rozwiązania oparte na żywych mikroorganizmach.