快捷搜索:

新方法几分钟便可测水质:合成制造分子味蕾,像验孕一样易读

  靠谱的水质检测需要多久?柒月陆日发表在《自然-生物技术》(Nature Biotechnology)上的一项新技术能做到只需几分钟即可评估水的安全和质量。该技术由美国西北大学的研究人员领导开发,可以检测壹柒种不同的污染物,包括铅和铜等有毒金属、药品、化妆品和清洁洗涤品。

  研究团队将该技术和妊娠测试类比,这个手持式平台可以提供一个易读的阳性或阴性结果,当检测到污染物超过美国环保署(EPA)标准时,它就会发出绿光。这一灵活的平台由无细胞合成生物学技术支撑,研究人员可以不断更新它来检测更多的污染物。

  西北大学麦考密克工程与应用科学学院的化学和生物工程教授Julius Lucks为该论文的通讯 ,他也是合成生物学中心的成员。Lucks实验室的成员Jaeyoung Jung和Khalid Alam是这篇论文的共同第一 。论文题为“Cell-free biosensors for rapid detection of water contaminants”。

  Lucks表示,“目前的水测试依赖于一个中央实验室,配备非常昂贵的设备,同时要求专业化的操作。”他同时提到,“寄送样品的成本可能高达壹伍零美元,而且需要几周时间才能得到结果。我们提供的技术可以让任何人直接检测自己的水,并在几分钟内知道是否受到污染。它使用起来非常简单,我们可以把它送到最需要它的人手中。”

  确保水质的一个主要挑战是人们通常看不到或尝不到污染物,这项新的技术西则填补了人类感官不足的空白,制造了分子“味蕾”。在无细胞合成生物学中,研究人员通常将包括DNA、RNA和蛋白质在内的分子机器从细胞中取出,然后对其重组以执行新的任务。

  在这一原理下,Lucks团队使用了 细菌细胞的分子机器。Alam 说,“大自然已经解决了这个问题,生物学已经花了叁零亿年的时间来研究一种检测污染物的优雅方法。”

  “我们发现了细菌在水中是如何自然品尝的。”Lucks补充道,“它们通过小分子水平的‘味蕾’来实现,无细胞合成生物学使我们能够将这些小分子味蕾取出并放入试管中,然后把它们重新连接起来,产生视觉信号。它会发光,让使用者快速而容易地看到水中是否有污染物。”

  这些重组的“味蕾”被冷冻干燥,使用者将其放入试管中,加入一滴水,然后轻轻搅动它,就会引发化学反应,使冻干的小球在有污染物存在的情况下发光。

  Lucks团队将该测试平台命名为“配体诱导激活的RNA输出传感器(RNA Output Sensors Activated by Ligand Induction)”,同时简称其为“ROSALIND”,以纪念著名的化学家Rosalind Franklin。虽然“DNA之父”沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构,但科学界同样认为Franklin功不可没,她获得的DNAX射线晶体衍射图被认为是解出DNA结构的关键线索。柒月贰伍日是Franklin的壹零零岁生日。

  Lucks说,“她的工作最终使我们学会了如何用我们的技术重新组装DNA。”ROSALIND系统

  值得注意的是,研究团队还在“实战”中检测了他们的新平台。贰零壹捌年年底,美国加利福尼亚州北部天堂镇(Paradise)发生了历史上最具破坏性的一次火灾,大火摧毁了近壹.玖万幢建筑,并导致该镇大部分居民流离失所。

  贰零壹玖年底,Lucks、Jung、Alam和他们在西北大学的同事Jean-Francois Gaillard(水生系统生物地球化学过程方面的专家)实地到访天堂镇。“野火基本上熔化了整个城镇烧毁建筑物、熔化汽车,把有毒金属排放到环境中。”Lucks说。

  Lucks团队在用金标准测试的同时检验了他们开发的ROSALIND,发现ROSALIND能够识别水中升高的有毒金属的存在,同时提供了更快、更便宜的结果。

  研究团队认为,除了灾害,环境中自然存在的重金属,比如铜和铅,也会渗入管道、污染家庭的水龙头和学校的饮水机。另外防晒霜和乳液等个人护理产品、未使用扔弃的药品和农业除草剂也会流入水中。而他们的快速检测平台都可以迅速准确地检测出结果。

您可以还会对下面的文章感兴趣:

  • 新方法几分钟便可测水质:合成制造分子味蕾,像验孕一样易读
  • 更适合40岁女郑州捐卵公司人的无领西装,15种春季上班穿搭推荐
  • 二婚男人的感悟:娶了个比自己小二十岁的妻子,夫妻生活不和谐
  • 最年轻外婆带外孙逛街,被误认为是母子,网友:确定是祖孙俩?
  • 锦心似玉:谆哥被害,绣品被烧,文姨娘智商下线,槽点满满
  • 最新评论

    留言与评论(共有 0 条评论)
       
    验证码: