通常,為了檢查飲用水中的細菌,必須將水樣在培養皿中培養 12 到 48 小時。這個過程不僅需要很長時間,而且必須由實驗室里訓練有素的人員來完成。在發展中國家,這樣的實驗室可能少之又少。
另一種方法是利用一種稱為熒光計的裝置。它將水樣暴露在紫外線下,使有害細菌中的蛋白質發出熒光。通過檢測和測量這種熒光,就可以確定樣本中存在多少(如果有的話)細菌。在大多數熒光計中,一對透鏡將光線聚焦到樣品上,另一對透鏡將產生的熒光聚焦到集成傳感器上。由于這些透鏡必須精確制造和精確放置,因此增加了熒光計的成本、復雜性和重量。這使得設備過于昂貴,對許多貧困地區來說并不實用。
為了解決這個問題,尼泊爾普通研究所的 Ashim Dhakal 博士及其同事開發了一種沒有透鏡的熒光計。它只需利用一個 1 x 1 毫米的紫外線 LED 來激發細菌蛋白質,再利用一個 2.4 x 2.4 毫米的光電二極管來測量由此產生的熒光信號。與典型的透鏡熒光儀相比,該實驗裝置不僅更簡單、更便宜,而且靈敏度更高。這主要是因為無需為聚焦光線或透鏡本身留出空間,這意味著光源、樣品和光電二極管可以盡可能地靠近,從而產生更強的信號。
在實驗室測試中,該設備能夠檢測出小于十億分之一的水傳播細菌蛋白,達到了世界衛生組織檢測飲用水糞便污染的標準。Dhakal 及其同事目前正在研制一種小型手持式熒光計,只需將其放置在水容器中,即可提供現場讀數。他說:"在發展中國家,不安全的水源每年造成 100 多萬人死亡。我們希望,我們的工作將促進開發更簡單、成本效益高且高效的飲用水傳感范例,從而拯救全世界無數人的生命。"關于這項研究的論文最近發表在《光學》雜志上,巴西圣保羅大學和英國約克大學的科學家也參與了這項研究。
來源:cnBeta