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便携式设备如何被用于检测水中的蓝藻毒素？

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当水中过量的蓝藻细菌产生称为蓝藻毒素的有害物质时，会使蓝绿藻类大量繁殖，这对动物和人类来说都可能是致命的。因此越早检测到这些毒素越能防止有害藻类大量繁殖 - 近日科学家研发的一个能连到手机的便携式设备可检测水中的蓝藻毒素。通常，当官员正在检查湖泊或河流中藻类大量繁殖的早期迹象时，他们必须将水样送往实验室。
当这些样本被分析时，藻类繁殖可能已经到达应该提醒公众的阶段。由北卡罗莱纳州立大学助理教授 Qingshan Wei领导的科学家希望能提前发出警告，制作出世界上第一个便携式蓝藻毒素检测系统。用户只需将一滴水放在芯片上，然后将其插入读取器设备中，该读取器设备随后被安装到智能手机上。该芯片预装有单链DNA（SSDNA）染料，并与称为适体的分子结合。
它们与样品中可能存在的任何目标分子结合，导致它们发出荧光。因此，在短短五分钟内，手机上的应用程序能够提醒用户四种常见类型的蓝藻毒素 - anatoxin-a, cylindrospermopsin, nodularin及microcystin-LR的存在和水平。“我们的技术能够在EPA [美国环境保护局]的水质标准中对这些毒素进行检测， ”Qingshan Wei说道。
“但是，重要的是要注意我们的技术还不能检测到这些蓝藻毒素的水平低于世界卫生组织的饮用水限制。因此，虽然这是一种有用的环境监测工具，可用于评估娱乐用水质量，它还不适用于评估饮用水安全。“研究人员正在努力提高系统的灵敏度，以便它可以用来确定饮用水是否安全。他们还指出，如果以商业规模生产，读取器设备应该相对便宜 - 目前制造成本低于70美元，每个芯片成本低于1美元。
便携式水测试设备如何快速检测水中的重金属？

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通常，当测试饮用水中是否存在有毒重金属时，必须将其样品送到实验室。虽然有便携式测试系统，但它们确实存在一些局限性。然而，一种新设备声称可以更好地工作 - 通过复制在人体内发生的过程。当某人被汞，砷或铅等重金属毒害时，医生有时会将所谓的螯合剂注入其血液中。这种化学物质与金属离子结合，使它们呈惰性，在它们从体内排出后对其进行标记。
新加坡南洋理工大学的Yong Ken-Tye教授和Tjin Swee Chuan教授将同样的原理应用于他们的原型设备。这包含一个涂有螯合剂的光纤传感器。当引入水样时，存在于水中的重金属离子将与药剂结合，从而改变通过纤维照射的激光的光谱。内置的微处理器分析光谱的变化，确定导致它的金属的类型和浓度。该程序可在约五分钟内在现场进行，仅需几滴水。
此外，该设备足够灵敏，能够检测低至5ppb的铅含量，并且能够检测多达24种金属 - 据报道是其他便携式传感器的两倍。科学家们还指出，其他一些便携式设备在测试前需要将缓冲溶液与水混合，或者它们采用了易于个别用户解释的变色测试条。分拆公司Waterply现在正在将该技术商业化。除了在手持设备中使用之外，传感系统还可以结合到市政水处理厂或甚至家用水过滤系统中。