[ad_1]

دانشمندان SMART کلاس جدیدی از حسگرهای نانوبیونیک گیاهی را برای نظارت بر سطح آرسنیک در خاک تولید می کنند

یک سنسور نانوبیون گیاهی غیرمخرب در برگها تعبیه شده است تا سطح آرسنیک را در کارخانه های الکترونیکی قابل حمل گزارش دهد ، و امکان نظارت بر زمان جذب آرسنیک در گیاهان زنده را فراهم می کند. اعتبار: دکتر تدریک توماس سلیم لیو

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 معمول مورد استفاده برای اندازه گیری آرسنیک در محیط فراهم می کند و برای اطمینان از ایمنی مواد غذایی ، هم برای نظارت بر محیط زیست و هم برای کاربردهای کشاورزی مهم خواهد بود ، زیرا آرسنیک اغلب آلاینده است 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 ، بنیانگذار محقق اصلی DiSTAP و استاد کربن پی. دوبس در MIT ، و همچنین پارک مینکیونگ و جیانکیاو کوئی رهبری می شد. ، هر دو دانشجوی تحصیلات تکمیلی در MIT.

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 سوverse 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 تغییراتی در شدت فلورسانس آنها نشان می دهند. این حسگرها بدون تأثیرات مضر بر گیاه در بافت های گیاهی قرار گرفته اند 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 در روش ها و تجهیزات نمونه گیری آرسنیک با زمان زیاد با روش های رایج فعلی اشاره کنند.

نویسنده اصلی دکتر تدریک توماس سلیم لیو گفت: “نانوحسگر گیاهی ما نه تنها اولین نوع از نوع خود است ، بلکه همچنین مزایای قابل توجهی نسبت به روش های معمول برای اندازه گیری سطح آرسنیک در محیط زیرزمینی است. ، به زمان ، تجهیزات و نیروی کار 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 تحقیقات زندگی Temasek (TLL) که هر دو برای تولید ایده ، بحث علمی و تحقیقات مالی برای این کار ضروری بودند ، سپاسگزارم. “

این تیم علاوه بر شناسایی آرسنیک در برنج و اسفناج ، از نوعی سرخس ، Pteris cretica نیز استفاده می کند 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 شناسایی غلظت بسیار کمی از آرسنیک تا 0.2 قسمت در میلیارد (ppb) است. در مقابل ، محدودیت نظارتی برای آشکارسازهای آرسنیک 10 قسمت در میلیارد است. به طور خاص ، نانو حسگرهای 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 (مثلاً 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 ، روش های 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 روشها زمان بر است ، به پردازش گسترده نمونه نیاز دارد و اغلب شامل استفاده از ابزارهای بزرگ و گران قیمت است. روش جدید SMART DiSTAP برای اتصال حسگرهای ذره نانو به توانایی طبیعی گیاهان در استخراج و انتقال مایع به طور موثر از طریق ریشه ، به آنها این امکان را می دهد تا 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 م Instituteسسه فناوری ماساچوست افزود: “این یک پیشرفت فوق العاده هیجان انگیز است ، زیرا ما ابتدا یک سنسور نانوبیونی تولید کردیم که می تواند آرسنیک را شناسایی کند – یک آلاینده جدی برای محیط زیست 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. همچنین به دانشمندان گیاهان در سازمانی مانند TLL در تولید بیشتر محصولاتی که با بلعیدن عناصر سمی مخالف هستند ، کمک خواهد کرد. 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. ”


یک مطالعه نشان می دهد که روش جدید پخت برنج آرسنیک را از بین می برد و مواد مغذی معدنی را در خود نگه می دارد


اطلاعات بیشتر:
تدریک توماس سلیم لیو و دیگران. کارخانه سنسورهای نانوبیونیک برای تشخیص آرسنیک ، مواد تمدید شده (2020) DOI: 10.1002 / adma.202005683

تهیه شده توسط اتحادیه تحقیقات و فناوری سنگاپور-MIT

نقل قول: محققان کلاس جدیدی از حسگرهای نانوبیونیک گیاهی را برای نظارت بر سطح آرسنیک در خاک تولید می کنند (2020 ، 2 دسامبر) ، استخراج شده در 2 دسامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-12-class-nanobionic -سنسور-آرسنیک-خاک. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir