激光远程地雷/弹药定位技术

犹太研究员报道用转基因微生物探雷

【字体: 时间:2017年04月13日 来源:生物通

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  目前仍有超过1亿的各种各样的地雷散落在70多个国家的土地中。安全有效地对地雷和未爆弹药的远程检测技术是全球,尤其是发展中国家,的人道主义迫切需求。生物学技术在军事活动中能起到什么作用呢?

  

生物通报道:在遭受过现代化战争洗礼的各个角落,那里,沉睡着上亿颗地雷。排除这些地雷需要花费大量的人力物力,甚至崭新的生命。人类的活动面积不断扩大,原本荒山野岭的藏雷区随时会有人的踏足。各种复杂地形地貌下的排雷工作仍然主要依靠人工排雷、检测队伍冒着生命危险亲身进入雷区。

目前仍有超过1亿的各种各样的地雷散落在70多个国家的土地中。安全有效地对地雷和未爆弹药的远程检测技术是全球,尤其是发展中国家,的人道主义迫切需求。

生物学技术在军事活动中能起到什么作用呢?

早在1990年,美国国防部就将生物传感器列入国防关键技术中,通过数年的研究发现,一种适合在黑暗的环境中生长,并以爆炸物散发出来的浓烈气味为生的、会发光的自然细菌将成为人类排雷扫雷的好帮手。美国南卡罗莱纳州“萨瓦纳河技术中心”微生部的卡尔• 弗莱尔曼博士领导的研究小组发现:一种存在于自然状态的细菌靠吞噬TNT散发出来的氮气和碳繁衍后代,而世界上90%的埋设式地雷的爆炸物都是TNT组成。据研究:实际上有很多微生物在获得足够养分、生长良好的情况下会像荧火虫一样发光。由于所有的地雷都会泄漏,而且大多数地雷都含有TNT和它的衍生物,因此我们一旦找到了雷场,无需人工排查,只需散播这些特殊的细菌。[1]

但是这种自然存在的细菌探雷法不仅假阳性程度较高,并且缺乏配套的深层荧光鉴定设备。

希伯来大学(耶路撒冷)的研究人员最近在Nature子刊《Nature•Biotechnology》报道了一项结合激光和细菌远程地雷/弹药定位技术。

研究人员利用基因编辑技术和分子工程手段,创造了一种新的活菌。当这些人工细菌接触到地雷/弹药泄露的微量爆炸性蒸汽后,便可发出荧光信号,该信号可以被远程激光扫描系统识别定位和量化计算。该工程菌被封装在微聚合物珠(polymeric beads)中,仅需将这些微珠抛洒入雷区,再利用激光设备进行多层扫描。

“我们的实地测量数据表明,该工程微生物传感器具有较高的地雷探测潜力。为了实现微生物探雷这个目标,我们还需克服几项挑战:不断优化增强细菌传感器的灵敏度和稳定性;提高扫描速度和覆盖面积;缩小扫描仪器的体积使其能够被装载在无人机或无人航行器上,”希伯来大学生命科学研究所教授Shimshon Belkin说道。

生命科学是真正意义的为和平而生的一门科学。它不仅着眼于微不足道的生命活动规律,它还守卫着全人类、乃至全宇宙的所有生命——治疗疾病、改善生命体生存环境、维护生命圈的平衡。生命科学学家由各个学科汇集而来,学科间的交叉渗透又创造出许多前景无限的生长点和新兴学科。随着CRISPR等分子克隆方法的完善与深入,合成生物学家们将谱写“创意改变生命”的新篇章。

原文标题:Remote detection of buried landmines using a bacterial sensor

参考文献:[1]五花八门的高技术探雷法。作者谢明,《大科技》 1999年07期。

生物通:欧阳沐

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