科学家打造出可实时监测地下砷含量的新型传感器

发布于：2020-12-15 10:13:20  栏目：技术文档

　　据外媒报道，砷跟许多重金属一样，作为采矿作业的副产品会污染土壤和地下水、对人类健康和环境构成各种威胁。然而现在，一种新型的生物传感器可以帮助我们消除这种剧毒化学元素的危险，通过跟植物的合作其可以实时监测这种化学元素在地下环境中的含量。

　　据了解，这项新研究的重点是改变植物组织内部的动态变化，因为砷是从土壤中吸收的，植物则是从土壤中提取分析物并通过根系运输它们。被嵌在植物组织中的光学纳米传感器显示荧光强度的变化取决于植物对砷的吸收。配合便携式电子设备如树莓派平台和摄像头，该系统可以提供实时监测土壤中重金属浓度的信息。

　　该研究的论文作者 Salim Lew 说道：“我们的植物基纳米传感器之所以值得注意不仅是因为它是同类产品中的第一款，还因为它比测量地下环境中砷含量的传统方法具有显著优势、需要更少的时间、设备和人力。我们预计，这种创新最终将在农业和其他领域得到广泛应用。”

　　为了证明该技术可用于防止可食用作物的污染，该团队使用该技术检测了大米和菠菜中的砷。之后他们将注意力转向了一种叫做大叶井口边草(Pteris cretica)的蕨类植物，这种植物能吸收大量的砷并对其耐受。

　　这为研究小组开发超灵敏的砷探测器提供了平台，该探测器可以检测到极低浓度的砷--最低可低至十亿分之二。这远远低于美国食品和药物管理局(FDA)规定的城市供水的最高污染物浓度标准。

　　“这是一个非常令人兴奋的进展，因为我们第一次开发了一种可检测砷--一种严重的环境污染物和潜在的公共健康威胁--的纳米离子传感器，”这项研究的联合首席研究员、MIT 教授 Michael Strano 指出，“跟旧的砷检测方法相比，这种新型传感器有着无数的优势，它可能是一个游戏规则的改变者，因为它不仅更省时，而且比旧的方法更准确和更容易部署。”

　　相关研究报告已发表在《Advanced Materials》上。

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