利用微生物快速監測水質

專家們展示了一項創新，透過評估它們對游泳微生物的影響，快速識別水中的毒物。他們的想法證據，在科學報告中分發，不需要任何合成物、試劑或實驗室裝置。綜上所述，它使用了手機的標準攝像頭，就像微生物認為草履蟲在水體中是普遍存在的一樣，這使得它在評估不成熟地區的飲用水能力方面特別合理。

通常，生態毒物的水平是透過評估其對特定人群的影響來估計的。儘管這樣的影響在幾天後對微生物可能會很明顯，但要在更大的生物中發現真正的規模還需要相當長的時間。

為了加速這些估計，費爾馬實驗室助理教授哈維爾·費爾南德斯帶領的專家們利用一種基本的PC視覺策略來跟蹤和測量毒素對微生物行為的影響。特別是，他們利用了草履蟲在游泳速度上的進步——一種單細胞生物每秒可以以驚人的速度運動，超過它們身體長度的數倍。

費爾南德斯澄清說：“我們選擇草履蟲是因為草履蟲在水體中很普遍，而且足夠大，可以用典型的相機看到。”他們的游泳速度也很快，所以他們的游泳速度相差很小，這就意味著巨大的變化，使他們更容易衡量。”

透過在攝像電話上安裝一個基本的放大儀器，透過跟蹤水性草履蟲的游泳速度和發展，他們發現他們幾乎可以在短時間內精確地推斷出水中汙染物的存在。

為了追蹤草履蟲，研究小組錄下了記錄，然後，在那一點上運行了一個專案ID，然後進行計算，從而識別出動物，並計算出它們的游泳速度和發育情況。”游泳的步伐在不同的人之間有些獨特。然而，有了這些資訊，我們可以減少這種波動的影響，獲得他們游泳的一般亮點，”費爾南德斯說。

透過他們的努力，專家們發現草履蟲的游泳速度受到重金屬氯化鋅和硫酸銅等汙染物的影響，就像正常的抗毒素紅黴素一樣。這些進展發生在毒素允許的分界點範圍內；例如，在那些被認為對飲用水有風險的人中，有一半的人體重很重，草履蟲的正常游泳速度幾乎是分裂的。

同樣，草履蟲在被認為是危險的地點的遊動速度也出現了迅速而嚴重的下降，這使得分析人員能夠迅速評估特定汙染在特定氣候下的影響。

費爾南德斯說：“以水為例，估計草履蟲的速度，隨後可以作為一項明確的技術，用來調查水的飲用性，而不需要特定的齒輪或合成材料。”通常情況下，除了草履蟲游泳是一個世界性的估計外，你需要對每種毒素進行另一種檢測。”

該小組在所謂的“節儉設計”的框架下規劃了這個框架，在這個框架中，諸如專案跟蹤和檢查之類的一流策略會以微不足道的麻煩來執行任務，從而以很少的資產來增強深遠的針對性。

正如創造者所指出的，微生物的遊動速度和毒物存在之間的聯絡，以及它在幾分鐘內的鑑定，可以作為一種直接的，國際上無資源的水質調查方法，或作為標準化策略的替代，以衡量研究中心條件下的毒性。

“後來，有人可能會嘗試另一種微生物。不同的毒物會以一種意想不到的方式影響生物，因此整理來自眾多微生物的資訊將使我們能夠更容易地理解汙染的源泉我們展示的成果表明，我們可以透過適度和基本的方式獲得水質資料，而無需專門的儀器，也可以透過任何想象力在瞬間獲得。”