科學(xué)家打造出可實時監(jiān)測地下砷含量的新型生物傳感器
據(jù)外媒報道,砷跟許多重金屬一樣,作為采礦作業(yè)的副產(chǎn)品會污染土壤和地下水、對人類健康和環(huán)境構(gòu)成各種威脅。然而現(xiàn)在,一種新型的生物傳感器可以幫助我們消除這種劇毒化學(xué)元素的危險,通過跟植物的合作其可以實時監(jiān)測這種化學(xué)元素在地下環(huán)境中的含量。 據(jù)了解,這項新研究的重點是改變植物組織內(nèi)部的動態(tài)變化,因為砷是從土壤中吸收的,植物則是從土壤中提取分析物并通過根系運輸它們。被嵌在植物組織中的光學(xué)納米傳感器顯示熒光強度的變化取決于植物對砷的吸收。配合便攜式電子設(shè)備如樹莓派平臺和攝像頭,該系統(tǒng)可以提供實時監(jiān)測土壤中重金屬濃度的信息。 該研究的論文作者Salim Lew說道:“我們的植物基納米傳感器之所以值得注意不僅是因為它是同類產(chǎn)品中的第一款,還因為它比測量地下環(huán)境中砷含量的傳統(tǒng)方法具有顯著優(yōu)勢、需要更少的時間、設(shè)備和人力。我們預(yù)計,這種創(chuàng)新最終將在農(nóng)業(yè)和其他領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用! 為了證明該技術(shù)可用于防止可食用作物的污染,該團隊使用該技術(shù)檢測了大米和菠菜中的砷。之后他們將注意力轉(zhuǎn)向了一種叫做大葉井口邊草(Pteris cretica)的蕨類植物,這種植物能吸收大量的砷并對其耐受。 這為研究小組開發(fā)超靈敏的砷探測器提供了平臺,該探測器可以檢測到極低濃度的砷--最低可低至十億分之二。這遠遠低于美國食品和藥物管理局(FDA)規(guī)定的城市供水的最高污染物濃度標準。 “這是一個非常令人興奮的進展,因為我們第一次開發(fā)了一種可檢測砷--一種嚴重的環(huán)境污染物和潛在的公共健康威脅--的納米離子傳感器,”這項研究的聯(lián)合首席研究員、MIT教授Michael Strano指出,“跟舊的砷檢測方法相比,這種新型傳感器有著無數(shù)的優(yōu)勢,它可能是一個游戲規(guī)則的改變者,因為它不僅更省時,而且比舊的方法更準確和更容易部署! |