[ad_1]

دانشمندان از فن آوری های مخرب و پایدار برای دقت کشاورزی (DiSTAP) ، گروه تحقیق بین رشته ای اتحادیه تحقیقات و فناوری سنگاپور-MIT (SMART) ، شرکت تحقیقاتی سنگاپور MIT ، نوع جدیدی از حسگرهای نوری نانوبیونیک گیاهی را طراحی کرده اند که می تواند سطح آرسنیک بسیار سمی فلزات سنگین را در محیط زیرزمینی شناسایی و کنترل کنید. این توسعه مزایای قابل توجهی نسبت به روشهای متداول برای اندازه گیری آرسنیک در محیط فراهم می کند و برای اطمینان از ایمنی مواد غذایی برای نظارت بر محیط زیست و برنامه های کشاورزی مهم خواهد بود ، زیرا آرسنیک اغلب آلودگی ایجاد می کند محصولات کشاورزی متداول مانند برنج ، سبزیجات و برگ چای.

این رویکرد جدید در مقاله ای تحت عنوان “سنسورهای نانوبیونیک گیاهی برای تشخیص آرسنیک” ، که اخیراً در مواد تمدید شده. این مقاله توسط دکتر تدریک توماس سلیم لیو ، فارغ التحصیل اخیر م Instituteسسه فناوری ماساچوست (MIT) و نویسنده مشترک مایکل استرانا ، محقق اصلی در DiSTAP و پروفسور کربن پی. دوبس در MIT ، و همچنین پارک مینکیونگ و جیانکیاو هدایت می شد. کوی ، هر دو دانشجوی تحصیلات تکمیلی MIT هستند.

آرسنیک و ترکیبات آن تهدیدی جدی برای انسان و اکوسیستم است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آرسنیک در انسان می تواند باعث ایجاد طیف وسیعی از اثرات سو ad بر سلامتی شود ، از جمله بیماری های قلبی عروقی مانند حمله قلبی ، دیابت ، نقایص مادرزادی ، ضایعات پوستی شدید و بسیاری از سرطان ها ، از جمله پوست ، مثانه و ریه ها. افزایش سطح آرسنیک در خاک در نتیجه فعالیت های انسانی مانند استخراج و ذوب شدن نیز برای گیاهان مضر است ، مانع رشد می شود و منجر به تلفات قابل توجه محصول می شود. با نگرانی بیشتر ، محصولات غذایی می توانند آرسنیک را از خاک جذب کنند و منجر به آلودگی مواد غذایی و محصولات مصرفی توسط انسان شوند. آرسنیک آبهای زیرزمینی همچنین می تواند آبهای زیرزمینی و سایر منابع آب زیرزمینی را آلوده کند ، مصرف طولانی مدت آنها می تواند مشکلات جدی سلامتی ایجاد کند. به همین ترتیب ، تولید حسگرهای آرسنیک دقیق ، کارآمد و قابل استفاده برای محافظت از صنعت کشاورزی و همچنین ایمنی محیط زیست در سطح وسیع مهم است.

این نانوحسگرهای نوری جدید که توسط SMART DiSTAP تولید شده اند ، با تشخیص آرسنیک ، در شدت فلورسانس آنها تغییراتی را نشان می دهند. این حسگرها بدون تأثیرات مضر بر روی گیاهان ساخته شده و راهی غیر مخرب برای نظارت بر پویایی داخلی آرسنیک جذب شده توسط گیاهان از خاک فراهم می کنند. این ادغام نانوحسگرهای نوری در گیاهان زنده به گیاهان اجازه می دهد تا از محیط طبیعی خود به آشکارسازهای آرسنیک خودکششی تبدیل شوند و به پیشرفت قابل توجهی نسبت به روشهای نمونه گیری آرسنیک با فشار زمان و تجهیزات در روشهای متداول فعلی اشاره کنند.

نویسنده اصلی دکتر تدریک توماس سلیم لیو گفت: “نانوحسگر گیاهی ما نه تنها اولین نوع خود است ، بلکه همچنین مزایای قابل توجهی نسبت به روش های معمول برای اندازه گیری سطح آرسنیک در محیط زیرزمینی است. که به زمان ، تجهیزات و نیروی انسانی کمتری نیاز دارد. ما پیش بینی می کنیم که این نوآوری در نهایت به طور گسترده ای در صنعت کشاورزی و فراتر از آن مورد استفاده قرار گیرد. من از SMART DiSTAP و آزمایشگاه علوم زندگی Temasek (TLL) سپاسگزارم ، که هر دو در تولید ایده ، بحث علمی و همچنین بودجه تحقیقاتی برای این کار مشارکت داشتند. “

علاوه بر شناسایی آرسنیک در برنج و اسفناج ، تیم همچنین از گونه ای از سرخس ، Pteris cretica ، استفاده کرد که می تواند آرسنیک را بیش از حد تجمع دهد. این نوع سرخس می تواند سطوح بالای آرسنیک را بدون تأثیرات مضر جذب و تحمل کند – طراحی یک آشکارساز آرسنیک گیاهی با حساسیت بالا که قادر به تشخیص غلظت بسیار کمی از آرسنیک باشد ، فقط 0.2 قسمت در میلیارد (ppb). در مقابل ، محدودیت نظارتی برای آشکارسازهای آرسنیک 10 قسمت در میلیارد است. به طور خاص ، نانوحسگرهای جدید می توانند در سایر گونه های گیاهی ادغام شوند. این اولین نمایش موفقیت آمیز حسگرهای آرسنیک گیاهی زنده است و پیشرفتی نوآورانه را نشان می دهد که می تواند هم در تحقیقات کشاورزی (به عنوان مثال برای نظارت بر آرسنیک بلعیده شده توسط محصولات ایمنی غذایی خوراکی) و هم به طور کلی بسیار مفید باشد. نظارت بر محیط زیست.

پیش از این ، روشهای متداول برای اندازه گیری سطح آرسنیک شامل نمونه برداری منظم در محل ، هضم بافت گیاه ، استخراج و تجزیه و تحلیل توسط طیف سنجی جرمی بود. این روش ها زمان بر است ، نیاز به پردازش گسترده نمونه دارد و اغلب شامل استفاده از ابزارهای بزرگ و گران قیمت است. روش جدید SMART DiSTAP در اتصال حسگرهای ذره نانو به توانایی طبیعی گیاهان در استخراج و انتقال مytesثر آنالیزها از طریق ریشه ، به آنها این امکان را می دهد که جذب آرسنیک را در زمان واقعی با گیاهان الکترونیکی قابل حمل و کم هزینه مانند سیستم عامل قابل حمل Raspberry ، به گیاهان زنده تشخیص دهند. Pi مجهز به دوربینی با دستگاه شارژ (CCD) ، مشابه دوربین در تلفن های هوشمند است.

مایکل استرانا ، نویسنده همکار ، محقق ارشد DiSTAP و استاد انستیتوی فناوری ماساچوست افزود: “این یک پیشرفت فوق العاده هیجان انگیز است ، زیرا ما در ابتدا یک سنسور نانوبیون تولید کرده ایم که می تواند آرسنیک را شناسایی کند – یک آلاینده جدی محیطی و یک تهدید بالقوه برای سلامت عمومی. این سنسور جدید با داشتن مزایای بیشمار نسبت به روشهای قدیمی تشخیص آرسنیک ، می تواند بازی را تغییر دهد ، زیرا نه تنها با گذشت زمان کارآیی بیشتری دارد بلکه از دقت و سهولت بیشتری نسبت به روشهای قدیمی برخوردار است. به دانشمندان گیاهان در سازمانهایی مانند TLL برای تولید بیشتر محصولاتی که در برابر بلع عناصر سمی مقاومت می کنند ، کمک کنید. این کار با الهام از تلاش های اخیر TLL برای ایجاد محصولات برنجی که کمتر آرسنیک مصرف می کنند ، یک تلاش موازی برای حمایت بیشتر از تلاش های SMART DiSTAP در تحقیقات ایمنی مواد غذایی ، نوآوری مداوم و توسعه فرصت های جدید فن آوری برای بهبود است. کیفیت و ایمنی مواد غذایی در سنگاپور. “

این مطالعه توسط SMART انجام شده و توسط بنیاد تحقیقات ملی (NRF) سنگاپور تحت برنامه پردیس تحقیق و تعالی فناوری (CREATE) پشتیبانی می شود.

[ad_2]

منبع: packge-news.ir

ایندکسر