智能手機感測器越來越聰明 可以知道水臟不臟

騰訊數碼訊（安安）當我們拿出一杯新鮮的水喝時，根本不需要擔心細菌問題。由於飲用水和衛生系統受到良好的控制，飲用水的細菌含量很低。儘管如此，我們還是一次又一次發現大腸桿菌，尤其是在公共水箱里更容易發現，這樣就給健康帶來很大的危脅。

如果用現有技術偵測大腸桿菌，速度很慢，成本很高，怎麼辦？研究人員可以用智能手機偵測，速度更快，成本更低。

首先要說清楚，在哺乳動物的腸道內很容易發現大腸桿菌，沒有什麼稀奇的。如果我們在水中發現了大腸桿菌，意味著湖泊、溪流或者水龍頭的水被糞便污染了。它還預示著水源可能被其它病原體污染，比如細菌、病毒、寄生蟲，這些東西我們應該儘力避開。

按照WHO（世界衛生組織）的要求，水中如果沒有細菌才是最安全最清潔的，具體來說就是提取100毫升的水，水中沒有一個細菌。要達標真的很難。我們可以從特定媒介中提取水樣本，然後培育水中的細菌，在顯微鏡下觀察，看看是否包含大腸桿菌。

這種方法很有效，但是完成整個過程要3天，而且只有專家才能做。評估的成本也比較高，如果是商用服務，最高要55美元。

新感測器可以直接分析水樣本中的大腸桿菌，和傳統方法不同，新感測器在一小時之內就能完成偵測任務。它使用了所謂的「DNA-磁粉技術」，簡單來講就是用超小納米級磁體將特定細菌找出來，隔離，再用特殊設備評估，這些設備用手機App控制。

分析之前，首先要提取水樣本，然後加入細小磁粉，用它篩選特定細菌，進行綁定。然後你要將感測器帶子插入水中，上面會有一塊磁鐵吸附DNA-磁粉，磁粉會鎖定大腸桿菌。接下來，我們將感測器帶子插入一台設備，讓設備用電化學方法分析帶子，查找樣本中是否有大腸桿菌。

除了這種技術，還有幾種技術也可以偵測。不過大多技術用的是光學或者電方法。

如果是光學技術，它會偵測水樣本中生物熒光的顏色變化。不過這種技術只能用在清潔的水樣本中，如果是河水樣本，那就沒辦法了。測試之前先要對水進行過濾，然後才能分析，正因如此，測試時步驟會多一些，而且時間也會長很多。

如果用的是電技術，由於細菌細胞壁有絕緣特性，它會偵測到電信號因為絕緣變得衰退。這種技術很實用，因為它可以裝進小設備，比如用在智能手機生物感測器上，我們還可以用這種技術持續對水源進行監控。不過電技術有一個很大的缺點：有些東西的尺寸與細菌一樣大，它會干擾測試，給出錯誤的信號。

使用DNA-磁粉可以瞄準特定細菌（比如大腸桿菌），忽視其它常見的細菌，這些細菌可能會干擾大腸桿菌信號。因為可以瞄準特定類型的細菌，就沒有必要對樣本進行預先處理了。

不只如此，DNA-磁粉技術還可以偵測同一水樣本中的多種細菌。這種技術被稱為「多路復用偵測」技術，用這種技術監測環境，時間更短，成本更低。

如果想推廣新技術，必須進一步優化感測器。例如，我們必須簡化最初的樣本處理和感知步驟，讓所有任務都可以在設備上完成。研究人員希望，在未來2-3年內就可以讓技術準備就緒，用在更多地方。新感測器是丹麥人開發的，研究人員希望感測器除了在丹麥使用，還能在其它地區使用，有些地方更缺少乾淨的水。

來源：sciencenordic

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