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基於植物的生物傳感器可以檢測土壤中的砷

來自麻省理工學院在新加坡的研究企業新加坡-麻省理工研究與技術聯盟(SMART)的跨學科研究小組(IRG)的破壞性和可持續性農業精度技術(DiSTAP)的科學家設計了一種新型的植物納米仿生光學傳感器可以實時檢測和監視地下環境中劇毒的重金屬砷的含量。與砷在環境中的常規測量方法相比,該技術具有顯著的優勢,並且對於環境監測和農業應用對維護食品安全都是重要的,因為砷是許多常見農產品(例如大米,蔬菜和茶葉)中的污染物

這種新方法在94大發網 最近發表在《高級材料》上的一篇論文,標題為“用於砷檢測的植物納米生物傳感器”。該論文由麻省理工學院(MIT)的最新研究生Tedrick Thomas Salim Lew博士領導,由DiSTAP首席首席研究員Michael Strano和MIT的Carbon P. Dubbs教授合著。分別是麻省理工學院的研究生Minkyung Park和崔建橋。

砷及其化合物對人類和生態系統構成嚴重威脅。長-線上娛樂城長期接觸人的砷會導致多種有害的健康影響,包括心血管疾病,例如心髒病發作,糖尿病,先天缺陷,嚴重的皮膚病變以及許多癌症,包括皮膚癌,膀胱癌和肺癌。人為活動(例如採礦和冶煉)導致土壤中砷的含量升高,也對植物有害,抑制了植物的生長並導致大量的農作物損失。更令人不安的是,糧食作物可以吸收土壤中的砷,導致糧食污染和人類消費的農產品。地下環境中的砷也可能污染地下水和其他地下水源,長期消耗砷會引起嚴重的健康問題。因此,開發準確,有效的博客娛樂城,並且易於部署的砷傳感器對於保護農業產業和更廣泛的環境安全都很重要。

由SMART DiSTAP開發的這些新型光學納米傳感器在檢測到砷後,其熒光強度會發生變化。這些傳感器嵌入植物組織中,對植物無害,提供了一種非破壞性的方式來監測植物從土壤吸收的砷的內部動態。光學納米傳感器在活植物中的這種集成使植物能夠從其自然環境轉化為自供電的砷檢測器,這標誌著從傳統方法中費時和設備密集的砷採樣方法的重大升級。

主要作者Tedrick Thomas Salim Lew博士說:“我們的基於植物的納米傳感器不僅是同類產品中的第一個,而且與傳統的地下環境中砷水平測量方法相比,具有顯著優勢,所需時間更少,設備和人力。我們預想這項創新技術最終將在農業及其他領域得到廣泛應用,我對SMART DiSTAP和淡馬錫生命科學實驗室(TLL)表示感謝,它們都有助於思想的產生,科學的討論。以及這項工作的研究經費。”

除了檢測大米和菠菜中的砷外,研究小組還使用了一種蕨類植物鳳尾蕨(Pteris cretica),它可以使砷超富。這種蕨類植物可以吸收和耐受高水平的砷,而不會產生有害影響-設計一種基於植物的超靈敏砷檢測器,能夠檢測出非常低的砷濃度,低至十億分之0.2(ppb)。相比之下,砷探測器的法規限制為十億分之十。值得注意的是,新型納米傳感器也可以整合到其他植物物種中。這是基於活植物的砷傳感器的首次成功演示,代表了 iwin娛樂城突破性的進展可能在農業研究(例如監測食用作物吸收的砷以確保食品安全)以及一般環境監測中都非常有用。

以前,測量砷水平的常規方法包括常規田間採樣,植物組織消化,質譜提取和分析。這些方法耗時,需要大量的樣品處理,並且經常涉及使用笨重且昂貴的儀器。 SMART DiSTAP的新穎方法將納米顆粒傳感器與植物的天然能力結合在一起,可以通過根部有效地提取分析物並將其運輸,從而可以通過便攜式,廉價的電子設備(例如便攜式樹莓)實時檢測活植物中的砷吸收量。贏家娛樂城 Pi平台配備了類似於智能手機相機的電荷耦合器件(CCD)相機。

共同作者,DiSTAP聯合首席研究員和麻省理工學院的Michael Strano教授補充說:“這是一個令人激動的發展,因為我們首次開發了一種可以檢測砷的納米仿生傳感器,砷是一種嚴重的環境污染物,具有潛在的潛力。這種新型傳感器具有比舊的砷檢測方法無數的優勢,因此它可以改變遊戲規則,因為它不僅比舊的方法更省時,而且更準確,更易於部署,這也將有所幫助。 TLL等組織中的植物科學家進一步生產能夠抵抗有毒元素吸收的農作物。受TLL最近努力創建砷含量低的水稻作物的啟發,這項工作是進一步支持SMART DiSTAP在食品安全研究方面所做的努力,不斷創新和開發新技術,以改善新加坡的食品質量和安全。”

該研究由SMART進行,並由新加坡國家研究基金會(NRF)在其“卓越研究與技術企業校園(CREATE)”計劃的支持下進行。

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