آزمایش کیفیت آب در یک دقیقه

به گزارش سیناپرس، مساله آزمایش آب در مناطق دوردست برای کمپینگ ها، کوهنوردان یا افرادی که در شهرهایی با کیفیت آب مشکوک زندگی می کنند، همیشه مشکل ساز بوده است.

پژوهشگران در جدیدترین تحقیقات خود یک دستگاه دستی جدید ارزان قیمت ساخته اند که به کاربران این امکان را می دهد تا ظرف چند دقیقه متوجه شوند که آیا آب برای نوشیدن بی خطر است یا خیر. این دستگاه با استفاده از جوانه های الکترونیکی آب را آزمایش کرده و آلوده بودن آن را به کاربران اطلاع می دهد.

این دستگاه با استفاده از شبکه های ژنتیکی قدرتمند و قابل برنامه ریزی که مدارهای الکترونیکی را تقلید می کنند، برای انجام طیف وسیعی از عملکردهای منطقی به کار می رود. به گزارش سیناپرس، دانشمندان دانشگاه نورث وسترن واقع در ایالت ایلینوی آمریکا می گویند که در واقع یک خروجی دیجیتال روی هشت لوله طوری کار می کند که به کاربران می گوید غلظت آلاینده آب چقدر بالا است. اگر فقط یکی از لوله ها روشن شود، آب کاملاً ایمن است، و اگر هشت لوله روشن شود، کاربران می ‌دانند که باید از استفاده از آب خودداری کنند.

این دستگاه تست آب با نام مستعار ROSALIND 2.0 به یاد شیمیدان مشهور روزالیند فرانکلین نامگذاری شده و می تواند ۱۷ آلاینده مختلف را در یک قطره تشخیص دهد.

در نسخه تکامل یافته، این دستگاه نه تنها دارای جوانه های چشایی مولکولی است، بلکه یک مغز مولکولی نیز دارد که درصد آلاینده های مختلفی را ارائه داده و می تواند استراتژی هایی را در مورد نحوه مقابله با آن نشان دهد.به گزارش سیناپرس، به عنوان مثال، در صورتی که سطح سرب در آب پایین باشد دستگاه به کاربر نشان می دهد می تواند از آن استفاده کند.

در ضمن، این سیستم جدید می تواند سطوح مختلف غلظت روی، یک آنتی بیوتیک و یک متابولیت صنعتی را با موفقیت شناسایی کند. جولیوس بی لوکس (Julius B Lucks)، از دانشکده مهندسی دانشگاه نورث وسترن و یکی از پژوهشگران این پروژه تحقیقاتی توضیح داد: ما هر لوله را طوری برنامه ریزی کردیم که آستانه متفاوتی برای آلودگی داشته باشد. لوله با کمترین آستانه همیشه روشن می شود. اگر همه لوله ها روشن شوند، مشخص می شود که مشکل بزرگی وجود دارد.

به گزارش سیناپرس، ساخت مدارها و محاسبات دی ان ای قابل برنامه ‌ریزی، امکانات بسیاری را برای انواع دیگر تشخیص‌ های هوشمند باز می ‌کند. ما متوجه شدیم که چگونه باکتری ها به طور طبیعی چیزهای موجود در آب خود را مزه می کنند. آنها این کار را با جوانه های چشایی در سطح مولکولی انجام می دهند.

زیست شناسی مصنوعی بدون سلول به ما این امکان را می دهد که آن جوانه های چشایی مولکولی کوچک را بیرون آورده و در یک لوله آزمایش قرار دهیم. سپس می‌ توانیم آنها را دوباره سیم‌ کشی کرده تا یک سیگنال بصری تولید کنیم. 

لوکس در ادامه توضیحاتش گفت: لوله ها روشن می شوند تا کاربر به سرعت و به راحتی ببیند که آیا آلاینده‌ ای در آب وجود دارد یا خیر. پلتفرم یا دستگاه اولیه یک حسگر زیستی بود که مانند یک جوانه چشایی عمل می کرد.به گزارش سیناپرس، در دستگاه جدید یک شبکه ژنتیکی اضافه کرده ایم تا مانند مغز عمل کند. حسگر زیستی آلودگی را تشخیص می ‌دهد، اما پس از آن خروجی حسگر زیستی به شبکه ژنتیکی یا مدار وارد می‌ شود که مانند مغز به طور منطقی عمل می‌ کند.

به گزارش سیناپرس، پس از اینکه ما دستگاه اولیه یا ROSALIND را معرفی کردیم، کاربران گفتند که پلتفرمی می خواهند که بتواند مقادیر تمرکز روی یک آلودگی را نیز ارائه دهد. آلاینده های مختلف در سطوح مختلف نیاز به استراتژی های متفاوتی دارند. برای مثال، اگر سطح سرب کمی در آب وجود دارد که قابل تحمل است ممکن است بتوان از آن استفاده کرد اما اگر سطح سرب بالایی وجود داشته باشد، باید فوراً نوشیدن آب خود را متوقف کرده و آب دیگری را جایگزین آن کرد.
لوکس این فناوری را با تست‌های خانگی کووید ۱۹ مقایسه می ‌کند، که به افراد اجازه می ‌دهد در مورد سلامت خود تصمیم بگیرند. به گزارش سیناپرس، در مورد آب نیز مشابه است. برای شناسایی کیفیت آب موارد زیادی وجود دارد که نیاز به اندازه گیری منظم دارد. این یک دستگاه یکبار مصرف نیست که بگوییم یک بار آلودگی های آب را اندازه گیری می کنیم کافی است زیرا سطوح آلودگی می تواند در طول زمان تغییر کند.

شرح کامل این پژوهش ها و نتایج حاصل از آن در آخرین شماره مجله زیست شناسی شیمیایی طبیعت (Nature Chemical Biology) منتشر شده و قابل دسترس است. 

مترجم: احسان محمدحسینی

No tags for this post.