استفاده از نانوحسگر برای رصد آلودگی خاک و گیاهان

به گزارش خبرنگار حوزه علم و فناوری گروه علمی فرهنگی هنری خبرگزاری صدا وسیما؛ پژوهشگرانی از مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT)، فناوری‌های انقلابی و پایدار برای کشاورزی دقیق (DiSTAP)، و یک گروه تحقیقاتی بین رشته‌ای در اتحادیه تحقیقات و فناوری حسگر نوری نانوبیونیک گیاهی را به کار گرفتند تا بتوانند سطح فلزات سنگین بسیار سمی آرسنیک در محیط زیرزمینی را در زمان واقعی تشخیص داده و روی آن نظارت داشته باشند.

این فناوری مزایای قابل توجهی نسبت به روش‌های متداول برای اندازه گیری آرسنیک در محیط فراهم می‌کند و برای نظارت در محیط‌زیست و کاربرد‌های کشاورزی به‌منظور حفاظت از ایمنی مواد غذایی مهم خواهد بود. آرسنیک در بسیاری از محصولات کشاورزی رایج مانند برنج، سبزیجات و برگ چای موجب آلودگی می‌شود.

این راهبرد جدید محققان در قالب مقاله‌ای با عنوان حسگر‌های نانوبیونیک گیاهی برای تشخیص آرسنیک در مجله Advanced Materials به چاپ رسیده است.

حسگر نانوبیونیک گیاهی غیرتهاجمی در برگ‌های گیاه قرار داده می‌شود تا میزان آرسنیک در گیاهان را اندازه‌گیری کند. این فناوری، امکان نظارت بر جذب آرسنیک در گیاهان زنده را فراهم می‌کند.

آرسنیک و ترکیبات آن تهدیدی جدی برای انسان و زیست بوم است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آرسنیک در انسان می‌تواند طیف وسیعی از اثرات مخرب سلامتی از جمله بیماری‌های قلبی عروقی مانند حمله قلبی، دیابت، نقص‌های مادرزادی، ضایعات پوستی شدید و سرطان‌های متعدد از جمله پوست، مثانه و ریه را ایجاد کند.

افزایش سطح آرسنیک در خاک در نتیجه فعالیت‌های انسانی مانند استخراج و ذوب منجر به آسیب به گیاهان شده، مانع رشد و در نتیجه تلفات قابل ملاحظه محصول می‌شود. محصولات غذایی نیز می‌توانند آرسنیک را از خاک جذب کنند و منجر به آلودگی مواد غذایی و محصولات مصرفی توسط انسان شوند.

این نانوحسگر‌های نوری جدید که توسط SMART DiSTAP تولید شده، در صورت حضور آرسنیک تغییراتی در شدت فلورسانس خود نشان می‌دهند. این حسگر‌ها که در بافت‌های گیاهان جاسازی شده‌اند و هیچگونه اثرات مخربی روی گیاه ندارند و در واقع، روشی غیرتهاجمی برای نظارت بر پویایی داخلی آرسنیک است که توسط گیاهان از خاک گرفته می‌شود.

این تیم از این فناوری برای شناسایی آرسنیک در برنج و اسفناج و گونه‌ای از سرخس استفاده کرده است.
پیش از این، روش‌های معمول اندازه‌گیری سطح آرسنیک شامل نمونه‌برداری منظم از مزرع، بافت گیاهان و تجزیه و تحلیل با استفاده از طیف‌سنجی جرمی بود که این روش‌ها وقت‌گیر هستند.