科學(xué)家研發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測砷含量的生物傳感器

據(jù)外媒報(bào)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(xiǎn)，通過跟植物的合作其可以實(shí)時(shí)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(xiàng)新研究的重點(diǎn)是改變植物組織內(nèi)部的動(dòng)態(tài)變化，因?yàn)樯槭菑耐寥乐形盏?，植物則是從土壤中提取分析物并通過根系運(yùn)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(qiáng)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(shí)時(shí)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?yàn)樗峭惍a(chǎn)品中的第一款，還因?yàn)樗葴y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(shí)間、設(shè)備和人力。我們預(yù)計(jì)，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(tuán)隊(duì)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)。

“這是一個(gè)非常令人興奮的進(jìn)展，因?yàn)槲覀兊谝淮伍_發(fā)了一種可檢測砷--一種嚴(yán)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(xiàng)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(gè)游戲規(guī)則的改變者，因?yàn)樗粌H更省時(shí)，而且比舊的方法更準(zhǔn)確和更容易部署?！?/p>

相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Advanced Materials》上。
責(zé)編AJX