Новое устройство, подключаемое к смартфону, позволит диагностировать болезнь растения за несколько минут прямо на месте.
Новинка описана в научной статье, опубликованной в журнале Nature Plants группой во главе с Циншанем Вэем (Qingshan Wei) из Университета Северной Каролины, США.
Сегодня, чтобы диагностировать болезнь растения, нужно отправить образцы в лабораторию. Сам анализ требует сложного оборудования и занимает несколько часов. С учётом времени на доставку, очереди и так далее счёт может пойти на дни и даже недели, а болезнь между тем продолжит распространяться.
Группа Вэя создала портативное устройство, которое диагностирует болезнь по анализу летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых листьями.
Биологи воспользовались тем фактом, что различные болезни по-разному меняют состав ЛОС, выделяемых растениями. Можно сказать, что каждое заболевание имеет свою "подпись", индивидуальную, как отпечатки пальцев.
"Наша заслуга заключается в создании устройства, которое можно подключить к смартфону и использовать для быстрого проведения анализа [состава] ЛОС в полевых условиях", – объясняет Вэй.
Вот как работает эта технология. Лист больного растения нужно поместить в небольшую пробирку и держать под закрытой крышкой не менее 15 минут, чтобы воздух успел насытиться ЛОС. После этого крышка снимается, а в пробирку опускается тонкая пластиковая трубка для взятия проб воздуха.
Другой конец трубки присоединяется к анализатору. В нём находится камера с бумажной полоской, содержащей множество разных реагентов. Эти вещества меняют цвет при контакте с тем или иным веществом. Пользователь, сверившись со справочником, может заключить, о каких заболеваниях говорит это многоцветье.
Чтобы осуществить этот замысел, команда подобрала нужные реагенты. Около половины из них – известные органические красители. Другая половина была создана специально на основе наночастиц золота.
Как показали эксперименты, устройство детектирует ЛОС даже в концентрации несколько частей на миллион. Также оно позволяет различить десять различных видов ЛОС.
В тестах прибор позволил диагностировать грибок Phytophthora infestans в листьях томата с точностью более 95%. Этот микроорганизм вызывает опасное заболевание растений: фитофтороз.
"Мы показали, что технология работает", – заключает Вэй.
Теперь разработчики собираются автоматизировать диагностику, чтобы цветовой рисунок на бумажной полоске оценивал не человек, а специальное приложение.
Кроме того, они планируют создавать наборы реагентов, специально подобранные под тот спектр заболеваний, с которым может столкнуться конкретная культура в конкретном климате.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как с помощью смартфона определять беременность и диабет и проверять зрение. Не обошли мы стороной и болезни растений, рассказав, что спасёт мир от исчезновения бананов.
