Nature Biotechnology黑科技:手持式设备可以在几分钟内检测17种污染物
文章摘要:
1.新平台采用无细胞合成生物学技术,可以测试17种污染物,包括铅,铜,药品和化妆品;
2.测试只需要花费几分钱,而且在几分钟的时间就可以完成;
3.研究人员在加州测试了这一技术,发现野火导致毒素进入供水系统。
西北大学的研究人员研发出了一种新的平台技术,只需一滴水和几分钟即可评估水的安全性和质量!这种技术类似于妊娠测试,可以提供易于读取的阳性或阴性结果,当该测试检测到超过EpA标准的污染物时,它会发出绿色光。
研究人员表示设备可以检测17种不同的污染物,包括铅和铜等有毒金属,药物,化妆品和清洁产品。
主持这项研究的Julius Lucks表示:“目前的水测试依赖于一个集中的实验室,这一实验室需要包含非常昂贵的设备,并且需要专门的知识进行操作。发送样品的费用可能高达150美元,并且要花几个星期才能得出结果。而这项新技术使任何人都可以在数分钟内直接测试自己的水,并知道它们是否受到污染,这一技术是如此简单易用,我们可以将其交到最需要水的人手中。”
这项研究将于7月6日发表在Nature Biotechnology杂志上。
分子“味蕾”
确保水质的主要挑战是人们通常看不见或尝不到污染物。
在无细胞合成生物学中,研究人员从细胞中去除了包括DNA,RNA和蛋白质在内的分子,然后对该机器进行重新编程,这个idea类似于打开汽车引擎盖并卸下引擎盖。
Lucks补充说:“我们发现了自然界的细菌如何品尝检测水中的东西。无细胞合成生物学使我们能够将那些微小分子味蕾取出,并放入其中。然后,我们可以将它们重新连接起来,产生视觉信号,比如说发光,帮助用户能够快速轻松地查看水中是否有污染物。”
Lucks和他的团队将这一技术命名为“RNA output sensors activated by ligand induction”,简称为ROSALIND,这是为了纪念著名化学家Rosalind Franklin,他与James Watson和Francis Crick一起发现了DNA双螺旋结构。
在家测试的困难
自然存在于环境中的重金属(例如铜和铅)会渗入管道中,污染家用水龙头和学校饮水器。还有防晒霜和乳液,会在洗掉之后最终进入水道。未使用的药品和农业除草剂也会掉入我们的水中并最终进入水槽。
但是,除非我们能够直接(并定期)测试这些污染物,否则就无法确保水质。在几个月或几年内摄入高水平的铜会导致肝损害甚至死亡,为此,Lucks决定检查其中的铜含量。他花费150美元,花了一个月的时间才能收到结果。
Lucks说:“这是一次测试,不能检查不同种类或时间的水质。”
铅测试并非易事,大多数五金店都提供铅测试套件,但在将试管装满水后,仍必须邮寄到集中式机构,每次测试的成本仍高达150美元,并且需要数周时间才能完成。如果人们想检查水中是否有其他污染物,例如抗生素,那么根本就无法实现。
“为确保获得安全,清洁的饮用水,我们需要能够轻松监控水质的技术。通过简单,易于使用的手持设备(如ROSALIND),您可以在家中或野外进行自己的水质测试。”
(生物通)
原文标题:
Cell-free biosensors for rapid detection of water contaminants