نانوحسگری که شرایط درونی گیاه را رصد می کند

پژوهشگران سنگاپوری با همکاری محققانی از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) اقدام به ساخت حسگرهایی برای شناسایی مواد مهم درون گیاه کردند.

آنها برای دو هورمون گیاهی1-نفتالین استیک اسید (NAA) و 2،4-دی کلرو فنوکسی استیک اسید (2،4D) این حسگرها را طراحی کردند ترکیباتی که به ترتیب در صنعت کشاورزی برای تنظیم رشد گیاه و به عنوان علف کش مورد استفاده قرار می گیرند. روش‌های فعلی برای تشخیص NAA و 2،4D باعث آسیب به گیاهان می شود و قادر به نظارت و ارائه اطلاعات در زمان واقعی در داخل گیاه نیست.

حسگرهای جدید قادرند به سرعت حضور NAA و 2،4D 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 محیط های مختلف کاشت مانند خاک، هیدروپونیک و محیط کشت بافت گیاهی با موفقیت آزمایش کرده است.

نتایچ این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان Nanosensor Detection of Synthetic Auxins In Planta using Corona Phase Molecular Recognition در نشریه ACS Sensors به چاپ رسیده است.

این نوع حسگرها می‌توانند برای بررسی چگونگی پاسخ گیاه به عوامل مختلف استفاده شوند و نتایج آن به کشاورزان کمک می‌کند تا راهبردهای جدیدی را برای بهبود عملکرد محصول اتخاذ کنند. این گروه تحقیقاتی، از این فناوری روی هشت گونه گیاه مختلف نظیر اسفناج، توت‌فرنگی و آرگولا استفاده کردند.

این گروه تحقیقاتی طی چند سال گذشته روی مهندسی گیاهان نانوبیونیک کار کرده‌اند، گیاهانی که در آن‌ها از نانومواد استفاده می‌شود تا عوامل مختلفی نظیر تابش نور یا کمبود آب شناسایی شود.

استرانو پیش از این روی حسگرهای نانولوله‌ کربنی کار کرده بود، او از سه سال قبل شروع به تحقیق روی قرار دادن حسگر در برگ‌های گیاه کرده بود تا بتواند گیاه را در سطح مولکولی بررسی کند. او معتقد بود که پراکسید هیدروژن میتواند یک سیگنال مولکولی باشد اما برای وی چندان این موضوع شفاف نشده بود.

او از روشی به نام نفوذ پاکت تبادل لیپید (LEEP) برای ترکیب حسگر در برگ گیاهان استفاده کرد. این روش که چند سال قبل در آزمایشگاه او ابداع شد به محققان اجازه می‌دهد تا نانوذرات را درون غشأ گیاه وارد کنند.