خبر کامل
توسعه زیستحسگر نانویی قابلحمل برای سنجش آنی سرب و آرسنیک در منابع آب
پژوهشگران موفق به طراحی و ساخت یک زیستحسگر نانو-نوری قابلحمل شدهاند که توانایی شناسایی مقادیر بسیار ناچیز فلزات سنگین نظیر سرب و آرسنیک را در منابع آبی دارد و پایش میدانی کیفیت آب را متحول میکند.
تحول در پایش میدانی کیفیت آب
روشهای متداول آزمایشگاهی مانند طیفسنجی جذب اتمی (AAS) و طیفسنجی جرمی پلاسمای جفتشده القایی (ICP-MS)، اگرچه از حساسیت بسیار بالایی برخوردارند، اما به دلیل هزینه سنگین تجهیزات، فرایند طولانی آمادهسازی و وابستگی به کارشناسان متخصص، امکان استفاده سریع در شرایط میدانی را با چالش مواجه میکنند. در این میان، فناوری نانو با ارائه سامانههای پرتابل و کارآمد، راهحلی نوین پیش روی پژوهشگران قرار داده است.
سازوکار علمی سامانه «آکوافلوسنس»
سامانه زیستحسگر نانو-نوری موسوم به آکوافلوسنس (AquaFluoSense) از ترکیب نقاط کوانتومی و آپتامرهای اختصاصی بهره میبرد:
- نقاط کوانتومی تلورید کادمیم (CdTe): این نانوساختارها به عنوان مبدلهای نوری عمل کرده و پس از تحریک با نور فرابنفش، تابش فلورسانس تولید میکنند.
- آپتامرهای اختصاصی DNA: رشتههای مصنوعی تکرشتهای که به صورت ویژه برای اتصال به یونهای سرب و آرسنیک طراحی شدهاند.
- تغییر ساختار نوری: اتصال یونهای هدف به آپتامرها ساختار فضایی آنها را تغییر داده و با تأثیر بر محیط نقطه کوانتومی، شدت سیگنال فلورسانس را بر اساس غلظت آلاینده دگرگون میسازد.
ساختار الکترونیکی و دقت تشخیصی
این ابزار سنجش میدانی با ترکیب قطعات الکترونیکی ساده و بهینهسازیشده طراحی شده است. تحریک نوری به کمک یک LED فرابنفش انجام شده و سیگنال نوری دریافتی توسط فوتودیود و ریزکنترلگر پردازش میشود تا نتیجه به صورت بلادرنگ روی نمایشگر دیجیتال نمایش یابد.
| شاخص | سرب (Pb) | آرسنیک (As) |
|---|---|---|
| حد تشخیص | حدود ۱.۲ نانومولار | حدود ۰.۴۵ نانومولار |
| همبستگی با روش مرجع (ICP-MS) | بیش از ۰.۹۸ | بیش از ۰.۹۸ |
این میزان حساسیت امکان پایش آلودگیها در سطوحی بسیار پایینتر از استانداردهای سختگیرانه سازمان جهانی بهداشت برای آب آشامیدنی را فراهم میسازد.
چشمانداز کاربرد در محیطهای واقعی
آزمایش نمونههای طبیعی نشان داده است که ترکیبات جانبی آب تداخلی در عملکرد انتخابی حسگر ایجاد نمیکنند. پژوهشگران در صددند تا با تجهیز این سامانه به ارتباط بیسیم، کالیبراسیون خودکار و الگوریتمهای پردازش هوش مصنوعی، بستر پایش هوشمند و بیدرنگ منابع آب را در مناطق محروم از تجهیزات آزمایشگاهی فراهم آورند.
درباره هوشمصنوعی دستاول:
تمامی اخبار دستاول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحتسنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با دادههای جدید آموزش داده میشود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دستاول در حال بهتر شدن است.
شما میتوانید از چتبات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
زمان انتشار:
۰۱:۴۸ - ۱۴۰۵/۰۵/۲۶