Исследователи из Японии продемонстрировали, что можно удалить из питьевой воды Escherichia coli с помощью крошечных трубочек из человеческого сывороточного альбумина.

E. coli представляет собой достаточно распространенный вид бактерий, многие штаммы которого не представляют опасность для организма. Тем не менее, некоторые штаммы, например энтерогеммораргическая E. coli O157, весьма опасны для человека.

Особые проблемы этот штамм кишечной палочки создает в развивающихся странах, где мытье фруктов и овощей в загрязненной воде может вызвать существенное отравление организма, которое в ряде случаев может закончиться смертельным исходом.

Элегантный метод, предложенный в группе Теруюки Комацу (Teruyuki Komatsu) с соавторами из Университета Чуо заключается в формировании микротрубочек за счет нанесения чередующихся слоев из человеческого сывороточного альбумина и поли-L-аргинина на подложку из поликарбоната.

После растворения подложки образуется полая трубочка, размер которой соответствует размеру бактерии E. Coli.

Ключом для успешного удаления E. coli является сильное сродство этой бактерии к человеческому сывороточному альбумину, благодаря которому бактерия и инкапсулируется в трубку. Связывание настоль эффективно, что всего 1,5 микрограмм микротрубочек, добавленных к одному литру загрязненной воды, содержащей 100000 бактерий, достаточно для практически стопроцентного удаления бактерий из воды.

Последним штрихом в разработке системы «отлова кишечных палочек» было введение в микротрубочки наночастиц из магнетита, благодаря которым ловушки, заполненные E. coli, можно отделить от очищаемой воде с помощью магнитного поля.

Комацу отмечает, что

поскольку основным материалом для изготовления микротрубочек является сывороточный человеческий альбумин, эти микротрубочки безопасны для использования в медицине. В настоящее время рассматриваются как варианты применения новых трубочек в теле человека, так и их адаптация для удаления из воды других патогенных бактерий.

Рис. 1. Диаметр трубочки точно соответствует размеру бактерии E. coli. (Рисунок из Chem. Commun., 2014, DOI: 10.1039/c4cc03632h).

Кацухико Агира (Katsuhiko Ariga), специалист по молекулярному распознаванию из Международного Центра Материалов и Наноархитектур из Японии, не принимавший участие в работе, поражен биологически дружелюбной природе микротрубочек. Он отмечает, что

работа представляет собой хороший шаг в связывании материаловедения и биологии в создании экологически чистых технологий.