Рис и шпинат склонны к накоплению мышьяка, который при попадании в организм может сильно подорвать здоровье. Чтобы этого не допустить, исследователи создали датчик, который определяет концентрацию этого металла в растении с невероятно высокой точностью
Как и многие тяжелые металлы, мышьяк может загрязнять почву и грунтовые воды, попадая в них в результате добычи полезных ископаемых. Некоторые растения, которые мы употребляем в пищу, могут накапливать в своих тканях этот элемент, что может быть опасно для нашего здоровья. Чтобы избежать проблем, нам необходимы технологии, позволяющие определять концентрацию мышьяка в почвах, на которых будут расти пищевые культуры.
Теперь исследователи из Национального университета Сингапура и Массачусетского технологического института создали наноразмерный оптический биосенсор, который может определять концентрацию мышьяка в тканях растений. Определяя содержание этого элемента в растительных тканях, можно вычислить и его количество в почве.
Оптический наносенсор показывает изменение интенсивности флуоресценции тканей растения в зависимости от того, какое количество мышьяка в них содержится. Используя платформу Raspberry Pi и специальную камеру, ученые смогли в режиме реального времени отслеживать концентрацию мышьяка в почве. Чтобы продемонстрировать эффективность работы своего устройства, ученые протестировали его на рисе и шпинате — культурах, которые больше всего склонны к накоплению мышьяка из почвы в своих тканях.
Оказалось, что прибор способен определять очень низкие концентрации металла — всего 0,2 части на миллиард. Это намного ниже максимально допустимой концентрации мышьяка в водопроводной воде — в США эта величина составляет 10 частей на миллиард. По словам исследователей, их метод обнаружения мышьяка проще, эффективнее и точнее предложенных ранее технологий.
