جُبرت البكتيريا على توليد الكهرباء عندما تكتشف مواد خطرة، وقد فعلوا ذلك عن طريق "احتجازها" داخل خلية.

نظام حساس جديد: البكتيريا كـ "كاشفات كهربائية"

قام العلماء بابتكار جهاز بيولوجي-إلكتروني واعد، حيث تولد البكتيريا الحية إشارة كهربائية عند اكتشاف مواد معينة في السائل. تعتمد التقنية على الهيدروجيل المصنوع من الكيتوزان – بوليمر طبيعي يُستخرج أساساً من قشور القشريات (وكذلك من الرخويات والفطريات والحشرات). بفضل هذا المادة يصبح الجهاز آمنًا حتى للرقابة على المنتجات الغذائية؛ تم إجراء الاختبارات الأولية على الحليب، حيث يكتشف الشوائب غير المرغوب فيها.

كيف تعمل البكتيريا المولدة
البكتيريا القادرة على توليد الكهرباء معروفة منذ زمن طويل. تنوعها يسمح باختيار السلالات المناسبة حسب المواد التي يجب الكشف عنها. كانت المشكلة في أن عند غمر المستعمرات في السائل إما تُغسل بالبكتيريا نفسها، أو يُنقلب الوسط المساعد الضروري لنقل الإلكترونات إلى الأقطاب.

الحل: الهيدروجيل الكيتوزان
يؤدي هيدروجيل الكيتوزان دور "الحصن":

- يثبت البكتيريا والوسطاء داخل البيئة؛

- يوفر قاعدة لتثبيت الوسطاء الأكسدة/اختزال الذين ينقلون الإلكترونات من البكتيريا المنشّطة إلى الأقطاب.

الكيتوزان آمن للإنسان والبيئة، كما أنه يُستبدل بسهولة بالناقلات الصناعية.

الجهاز في العمل
عند التلامس مع الملوثات المستهدفة (مثل المواد السامة في مياه الصرف أو المنتجات الغذائية) تُشغّل الكائنات الدقيقة سلسلة تنفس نقل الإلكترونات. يؤدي ذلك إلى إشارة كهربائية ثابتة يمكن تسجيلها بواسطة معدات خاصة.

في تجربة تجريبية، تم وضع جهاز مع بكتيريا بروبيوتيك معدلة *Lactobacillus plantarum* في الحليب. تتفاعل البكتيريا مع حافظة ساكينا P، مولدة إشارة كهربائية خلال ساعات قليلة. وبالتالي اكتشف الجهاز المادة المطلوبة وأظهر نشاطًا كهربائيًا.

آفاق التطبيق
تفتح التقنية المطورة إمكانيات جديدة لمراقبة جودة المياه والمنتجات الغذائية. يمكن في المستقبل دمجها في الصناعة، الرقابة البيئية والرعاية الصحية، مما يساهم في الانتقال إلى حلول "خضراء" مبنية على الكائنات الدقيقة الحية.