นักวิจัยสร้างเทคโนโลยีตรวจสอบน้ำที่ใช้ E. coli

E. coliแสดงการตอบสนองทางชีวเคมีเมื่อมีไอออนของโลหะ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยที่นักวิจัยสามารถสังเกตได้ด้วยเซ็นเซอร์ออปติคอลอนุภาคนาโนทองคำที่ประกอบทางเคมี ด้วยการวิเคราะห์ด้วยการเรียนรู้ด้วยเครื่องของสเปกตรัมเชิงแสงของเมแทบอไลต์ที่ปล่อยออกมาเพื่อตอบสนองต่อการสัมผัสโครเมียมและสารหนู นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับโลหะที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าสารที่นำไปสู่การตายของเซลล์ถึงพันล้านเท่า ขณะเดียวกันก็สามารถอนุมานโลหะหนักได้ ชนิดและจำนวนที่มีความแม่นยำสูงกว่า 96 เปอร์เซ็นต์ กระบวนการ ที่นักวิจัยกล่าวว่าสามารถทำได้ในเวลาประมาณ 10 นาที เป็นเรื่องของการศึกษาที่ปรากฏในรายงานการประชุมของ National Academy of Sciences Regina Ragan ผู้เขียนร่วม ศาสตราจารย์ด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ของ UCI กล่าวว่า "วิธีการตรวจสอบน้ำแบบใหม่นี้พัฒนาขึ้นโดยนักวิจัยของ UCI มีความไวสูง รวดเร็ว และหลากหลาย" "ระบบนี้สามารถนำไปใช้ในวงกว้างเพื่อตรวจสอบสารพิษจากแหล่งที่มาของสารพิษในน้ำดื่มและน้ำชลประทาน และในแหล่งน้ำเพื่อการเกษตรและอุตสาหกรรม ระบบนี้สามารถแจ้งเตือนล่วงหน้าถึงการปนเปื้อนของโลหะหนักเพื่อปกป้องสุขภาพของมนุษย์และระบบนิเวศ" นอกเหนือจากการพิสูจน์ว่าแบคทีเรียอย่างE. coliสามารถตรวจจับน้ำที่ไม่ปลอดภัยได้ นักวิจัยยังเน้นส่วนประกอบที่จำเป็นอื่นๆ ได้แก่ อนุภาคนาโนทองคำที่ประกอบเข้ากับความแม่นยำระดับโมเลกุลและอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่อง ซึ่งช่วยเพิ่มความไวของระบบตรวจสอบได้อย่างมาก Ragan กล่าวว่า สามารถนำไปใช้ในการตรวจจับสารพิษที่เป็นโลหะ ซึ่งรวมถึงสารหนู แคดเมียม โครเมียม ทองแดง ตะกั่ว และปรอท ในระดับที่ต่ำกว่าขีดจำกัดของกฎระเบียบ เพื่อแจ้งเตือนล่วงหน้าถึงการปนเปื้อน ในการศึกษา นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าพวกเขาสามารถใช้อัลกอริทึมที่ได้รับการฝึกฝนกับน้ำประปาและตัวอย่างน้ำเสียที่มองไม่เห็น ซึ่งหมายความว่าระบบนี้สามารถนำไปใช้กับแหล่งน้ำและวัสดุสิ้นเปลืองได้ทุกที่ในโลก "วิธีการเรียนรู้การถ่ายโอนนี้ทำให้อัลกอริทึมสามารถระบุได้ว่าน้ำดื่มนั้นอยู่ในขอบเขตของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐฯ และองค์การอนามัยโลกหรือไม่ โดยแนะนำขีดจำกัดสำหรับสารปนเปื้อนแต่ละชนิดด้วยความแม่นยำมากกว่า 96 เปอร์เซ็นต์ และความแม่นยำ 92 เปอร์เซ็นต์สำหรับน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้ว" Ragan กล่าว “การเข้าถึงน้ำสะอาดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสุขภาพของผู้คนและโลกใบนี้” เธอกล่าวเสริม " เทคโนโลยี ใหม่ที่สามารถผลิตได้ในจำนวนมากด้วยต้นทุนที่ต่ำนั้นจำเป็นสำหรับการตรวจสอบการนำสารปนเปื้อนต่างๆ มาใช้ในน้ำประปา ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของการแก้ปัญหาเพื่อความมั่นคงของน้ำเมื่อเผชิญกับมลพิษและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ"