2007年12月4日 星期二

生化偵測器--蟑螂偵察隊

生化偵測器--蟑螂偵察隊
在尋找毒素時,間諜昆蟲能去人類無法到達的地方。下次要用大腳使勁踩死蟑螂之前,先想想:你殺的這隻蟑螂可能正是對抗恐怖主義戰爭中的前哨步兵。至少,在美國新墨西哥州阿布奎基市(Albuquerque)的桑地亞國家實驗室(Sandia National Laboratories)材料科學家傑夫布林克(Jeff Brinker)所看到的願景是如此。

布林克和他的研究團隊已經設計出了一種方法,能將這種大家都痛恨的昆蟲,轉變成匿蹤的環境守衛戰士,以偵測化學或是生物劑。用蟑螂來偵察的這個想法並沒有看起來(用看起來比較好)那麼奇異。美國國防部已經在探索要如何使用各種東西(從像蟲一樣大小的機器人,到活生生的黃蜂)來進行類似的任務。布林克在三年前開始採用蟑螂這個想法之前,進行的是一項由美國國防部資助的計畫,目的是訓練蜜蜂當「嗅出」爆炸物的偵查員。蟑螂自然就成了下一個對象。

布林克說:「蟑螂是種生命力很強的東西,而且牠們本來就喜歡探索隱密的地方。」但要怎樣善加利用蟑螂的狡猾特質呢?布林克說,關鍵就在於將基因改造過的酵母細胞貼在蟑螂的身體上,而這種細胞在碰上有害物質時便會發光。同樣隸屬於桑地亞國家實驗室,且和布林克合作的生化學家蘇珊布羅茲克(Susan Brozik)說,比起機械式感應器,活體細胞有好幾項潛在優點:又小又便宜,而且對周遭環境的感受性非常敏銳。但是布林克也說,實際將活體細胞製作的感應器派上場應用時,卻很難讓這些活體細胞保持活著的狀態。所以桑地亞的研究團隊就在細胞外面包覆了一層Sol-Gel:一種布林克所發明,大致上是以二氧化矽(也就是一般的沙子)所構成的液體物質。這個覆層會硬化成一種只有幾奈米厚的多孔殼,且每個孔都能貯存營養物質以使這些細胞能賴以維生,還讓這些細胞能「嗅」得到外界空氣。

目前,這個團隊的科學家已經將會對霍亂有反應的基因和會發光的水母基因接在一起,而創造出一種接觸到霍亂時就會發出綠光的酵母;現在他們正在研究能偵測炭疽的細胞,並希望最後做出可以偵測其他毒素的細胞。

桑地亞並不是唯一試著利用這種以細胞為基礎的感應器的實驗室。去年美國麻省理工學院(MIT)的科學家也設計出了會在接觸到天花和炭疽時發光的老鼠細胞,還有美國底特律韋恩州立大學(Wayne State University)的一位分子生物學家克瑞格季羅克斯(Craig Giroux),也正在將一般做麵包用的酵母加以改造,以偵測污染物和工業廢棄物。

儘管布林克還沒真正把基因改造酵母貼到蟑螂身上,但他說要做到這一步並不太困難。這些科學家們已經將噴墨印表機改裝完成,能將包有Sol-Gel的細胞噴在矽片、玻璃,或是塑膠支撐物上。現在只差將酵母附在蟑螂背後,就能讓蟑螂成了可以上場的蟑螂探員。
取自—michael stroh

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