اولین حسگر نانو برای تشخیص سریع هورمون‌های گیاهی تولید شد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان گروه تحقیقاتی بین رشته‌ای (DiSTAP)، نوآوران فناوری‌های پایدار کشاورزی (DiSTAP) در سنگاپور با همکاری محققان ائتلاف علم و فناوری موسسه فناوری ماساچوست (SMART) و همچنین دانشگاه فناوری نانیانگ (NTU) اولین حسگر نانو را برای آزمایش سریع هورمون‌های مصنوعی اکسین گیاهی ایجاد کرد. این نانوحسگر‌های جدید ایمن‌تر از روش‌های موجود برای آزمایش واکنش گیاهان به ترکیباتی مانند علف‌کش هستند و می‌توانند تولیدات کشاورزی و ارتقاء درک ما از رشد گیاه را بهبود دهند.

آن‌ها برای دو هورمون گیاهی ۱-نفتالین استیک اسید (NAA) و ۲،۴-دی کلرو فنوکسی استیک اسید (۲،۴ D) این حسگر‌ها را طراحی کردند؛ ترکیباتی که به ترتیب در صنعت کشاورزی برای تنظیم رشد گیاه و به‌عنوان علف‌کش مورد استفاده قرار می‌گیرند. روش‌های فعلی برای تشخیص NAA و ۲،۴ D باعث آسیب به گیاهان می‌شود و قادر به نظارت و ارائه اطلاعات در زمان واقعی در داخل گیاه نیست.

حسگر‌های جدید قادرند به سرعت حضور NAA و ۲،۴ D را در گیاهان زنده بدون ایجاد هیچ گونه آسیبی، در زمان واقعی و با سرعت بالا تشخیص دهند. این تیم هر دو حسگر را روی تعدادی از محصولات از جمله اسفناج و برنج در محیط‌های مختلف کاشت مانند خاک، هیدروپونیک و محیط کشت بافت گیاهی با موفقیت آزمایش کرده است.

در مقاله‌ای که در مجله ACS Sensors منتشر شده، توضیح داده شده است، این تحقیق می‌تواند استفاده کارآمدتر از اکسین‌های مصنوعی در کشاورزی را تسهیل کرده و پتانسیل فوق‌العاده‌ای برای پیشرفت مطالعه زیست‌شناسی گیاهان داشته باشد.

مایکل استرانو از محققان این پروژه می‌گوید: «روش CoPhMoRe ما قبلاً برای تشخیص ترکیباتی مانند پراکسید هیدروژن و آلاینده‌های فلزات سنگین مانند آرسنیک استفاده شده ا‌ست. اما این اولین مورد موفق از حسگر‌های CoPhMoRe است که برای تشخیص فیتوهورمون‌های گیاهی که رشد و فیزیولوژی گیاه را تنظیم می‌کنند، استفاده می‌شود. این فناوری می‌تواند جایگزین روش‌های حسگری شود که کار سخت، مخرب و ناامنی برای بخش کشاورزی هستند.»

از بین دو حسگر توسعه یافته توسط این تیم تحقیقاتی، نانوحسگر ۲،۴ D همچنین توانایی تشخیص حساسیت به علف‌کش را نشان داد و کشاورزان و دانشمندان کشاورزی را قادر ساخت تا به سرعت دریابند که گیاهان مختلف در برابر علف‌کش‌ها چقدر آسیب‌پذیر یا مقاوم هستند.

استفاده از نانوحسگر‌ها برای تشخیص شرایط گیاهان، نیاز به فرآیند‌های استخراج و تصفیه را از بین می‌برد، که در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌شود. آن‌ها همچنین از وسایل الکترونیکی بسیار ارزان قیمت استفاده می‌کنند، که باعث می‌شود به راحتی برای تنظیمات تجاری سازگار شوند.

این تیم می‌گوید تحقیقات آن‌ها می‌تواند به توسعه نانوحسگر‌های زمان واقعی برای سایر هورمون‌ها و متابولیت‌های منجر شود.