科学探索|新研发的手持设备可在几分钟内显示水污染物的浓度新研发的手持设备可在几分钟

【科学探索|新研发的手持设备可在几分钟内显示水污染物的浓度】早在2019年，西北大学的一个研究小组开发了一个廉价的检测系统用于检测水中的氟化物水平。第二年，项目负责人Julius Lucks教授推出了一个新的系统，可以在一滴水中检测出17种不同的污染物，现在它的能力继续提升，不仅可以确认污染，还可以显示浓度水平。

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最初的开发成果发表在《自然-生物技术》上，这种被称为配体诱导激活的RNA输出传感器或简称ROSALIND基于无细胞合成生物学知识构建，其中细胞的"分子机器"（如DNA、RNA和蛋白质）被移除并重新编程以执行新的任务，该团队剪掉了使它们能够"品尝水中的东西"的细菌部分，并利用这一机制来测试水中的污染物。
如果17种污染物中的一种存在于单滴测试水中，输出传感器就会发绿光，作为一种简单的基于视觉的测量结果。
"我们发现了细菌是如何自然地品尝它们水中的东西的，"Lucks说。"它们用小分子级的'味蕾'来做这件事。无细胞合成生物学使我们能够把这些小分子味蕾拿出来，并把它们放到试管中。然后我们可以给它们'重新接线'，以产生视觉信号。它会自行发亮，可以让用户快速、轻松地看到水中是否有污染物" 。

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Julius Lucks教授在现场使用ROSALIND 2.0测试水中的污染物
现在研究小组说，他们已经成功地在ROSALIND的最新版本中加入了一种"分子脑"逻辑电路。该装置仍然使用"分子味蕾"来检测样品中的污染，但是丢在八个小试管阵列中的每一个冻干颗粒都被重新编程，对污染物具有不同的敏感性。
因此，如果只有阵列左边的试管发绿光，那么样品浓度就很低。如果所有八个试管都对样品有反应，那么显然这水"有大问题" 。到目前为止，该装置已经成功地在现场测试中显示了锌、一种抗生素和一种工业代谢物的水平，只需几分钟就能给出结果。

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"在我们推出ROSALIND之后，人们说他们想要一个也能提供浓度的平台，"Lucks解释说。"不同的污染物在不同的水平上需要不同的策略。例如，如果你的水中有低水平的铅，那么你也许可以通过在使用水管之前冲洗水管来容忍它。但是，如果你的水平很高，那么你需要立即停止饮水，并更换你的水管" 。
该项目的最终目标是生产一种廉价的手持设备，使人们能够当场测试自己的饮用水，并在一段时间内持续监测水源。
一篇关于ROSALIND 2.0开发的论文已经发表在《自然-化学生物学》杂志上。