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科學家打造出可實時監測地下砷含量的新型傳感器

儀表研發 2020年12月15日 09:57:26 來源:cnBeta.COM人氣:24824
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  【儀表網 儀表研發】據外媒報道,砷跟許多重金屬一樣,作為采礦作業的副產品會污染土壤和地下水、對人類健康和環境構成各種威脅。然而,現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元素的危險,通過跟植物的合作其可以實時監測這種化學元素在地下環境中的含量。
 
  據了解,這項新研究的重點是改變植物組織內部的動態變化,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。配合便攜式電子設備如樹莓派平臺和攝像頭,該系統可以提供實時監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品中的第一款,還因為它比測量地下環境中砷含量的傳統方法具有顯著優勢、需要更少的時間、設備和人力。我們預計,這種創新最終將在農業和其他領域得到廣泛應用。”
 
  為了證明該技術可用于防止可食用作物的污染,該團隊使用該技術檢測了大米和菠菜中的砷。之后他們將注意力轉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了一種可檢測砷--一種嚴重的環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的優勢,它可能是一個游戲規則的改變者,因為它不僅更省時,而且比舊的方法更準確和更容易部署。”
 
  相關研究報告已發表在《 Advanced Materials 》上。
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