MIT開發可以感知植物壓力的奈米感測器

 

刊登日期:2020/6/1
  • 字級

植物會利用過氧化氫傳送葉子內部的資訊,刺激葉子的細胞,發送出修復損傷或生成有助於防禦捕食者之化合物等訊號。麻省理工學院即利用奈米碳管感測器,針對植物受到損傷之際產生的過氧化氫訊號傳送波,開發了一項及時檢知技術。奈米感測器埋置於植物葉子,可追蹤植物因傷害、傳染病、光等壓力所造成的反應,而訊號可以影像方式傳輸至智慧型手機。

研究團隊在開發可以檢測出過氧化氫等各種分子的奈米碳管感測器之際,利用「脂交換膜滲透法」(Lipid Exchange Envelope Penetration)將感測器埋入植物葉子時,偶然觀察到葉子受損傷之處會釋出過氧化氫,誘導鄰近細胞在內部放出鈣,受到刺激的細胞又釋出更多過氧化氫,過氧化氫的訊號就像骨牌般地傳播出去。而隨著過氧化氫的大量釋出,產生類黃酮、類胡蘿蔔素等二次代謝產物,也進而幫助了植物細胞修復損傷。

研究團隊也對草莓、菠菜、芝麻菜等8種植物進行了實驗,確認不同植物種類,過氧化氫濃度的經時變化也有所差異,呈現不同的波形特徵。此外,損傷、傳染病、熱能、光能等不同的外界壓力也會帶來不同反應。此項技術將可望應用於篩選不同外界壓力之下具有耐性的植物,或是針對特定病原體、不同生長條件下的植物反應研究。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/200521_nanobionic-plants.html
分享