波士顿大学学生赴巴黎参加国际合成生物学竞赛
团队将展示他们的设备,AgriNOVA,可以检测土壤中的有毒金属

AgriNOVA团队成员Kevin Li (ENG ' 25, CAS ' 25)(左起),Brenda Kim (CAS ' 25), Meritxell Ortodo (ENG ' 26), Trinity Olander (CAS ' 26)和Abby Smith (ENG ' 25)(未见图)在巴黎,展示了他们监测土壤中有毒重金属的新型生物传感器。
波士顿大学学生赴巴黎参加国际合成生物学竞赛
团队将展示他们的设备,AgriNOVA,可以检测土壤中的有毒金属
为了让重金属远离我们所吃的食物,波士顿大学的一个本科生团队本周前往巴黎推销他们发明的土壤监测仪,这是一年一度的国际基因工程机器(iGEM)大聚会的一部分。
来自世界各地的约427个学生团队正在角逐十多个类别的奖项,一名参赛选手将其称为一场专注于合成生物学的“巨型科学博览会”。不管这些小猎犬能否获奖,它们都为一个严重的公共卫生问题提供了一个新颖的解决方案。
来自工业污染的有毒重金属会渗入农业土壤,最终进入我们的食物中。最近报道了许多这样的事例。今年早些时候,消费者报告敦促美国农业部将可午餐从国家学校午餐计划中删除,因为该非营利组织对可午餐产品进行了测试,发现铅和镉等重金属“超标”。
目前检测土壤中此类污染物的方法需要使用大型化学分析机器,而且这个过程——将样品送到遥远的实验室等待结果——对资源不足地区的许多小农来说过于昂贵和耗时。
波士顿大学的学生团队和他们的同名设备AgriNOVA登场了。这个测试器只比一个烤面包机大一点,它含有经过基因改造的细菌,当它们遇到镉或锰时就会发光。这些光信号由嵌入在硬件中的光学系统接收,结果以用户友好的格式显示在屏幕上。
其目标是使农民能够快速解释数据并据此采取澳门威尼斯人注册行动。(土壤修复技术包括妥善处理废物和减少使用化肥。)最终,AgriNOVA团队设想农民能够部署一个设备网络,自动收集和评估来自不同领域的样本。
“农民们可以自己在现场使用它,”主修分子生物学的三一·奥兰德(26年级)说。“我们希望整合一个测绘系统,这样他们就可以追踪整个农场地块和一段时间内的重金属。”
此外,澳门威尼斯人注册网站研究小组希望增加更多的生物传感器,扩大监测范围,使其超越镉和锰。“两者都是重金属,对环境和人都是有毒的”,高水平的,数据科学专业大四学生、辅修生物学专业的Minseo (Brenda) Kim (CAS ' 25)说。“但显然我们希望将其扩展到其他污染物,如铅、汞和砷。”
学生们说,最重要的是,他们的流线型设备价格实惠,使大多数人都能使用这项技术。Kim说:“目标是总体可及性,因为农业土壤中的有毒金属是如此大的威胁。”
生物医学工程专业学生Meritxell Ortodo说:“我们对重金属检测没有低成本的替代品这一事实感到震惊。”

这就是为什么该团队计划公开AgriNOVA的详细计划。Ortodo说:“我们开发了一个DIY,一步一步的指南,包括激光切割,3d打印和其他方法来构建设备的文件。”“因此,对于农民,或与农民合作的工程师,甚至高中生来说,他们无法进入我们的实验室,这里有一个低成本的替代方案,他们可以按照步骤完全复制这个设备。”
该团队还包括生物医学工程专业的艾比·史密斯(25届工程系)和基拉查德荣誉学院学者,以及生物化学和分子生物学以及计算机科学双学位的凯文·李(25届工程系,中科院25届)。这种跨学科的混合对于创造一种结合了光学、微流体、力学和基因工程的设备是一个福音。
Ortodo说:“这是一个完美的机会和例子,说明了生物学如何与硬件和电子技术相结合,这真的很酷,团队如此多样化也很有帮助。”“有很多不同的观点都是基于这个想法。每个人都在互相学习,互相补充。”
该团队由首席澳门威尼斯人注册网站研究员Miguel Jimenez(生物医学工程的ENG助理教授)和二级PI Hailey Gordon (STEM Pathways的执行董事)指导,STEM Pathways是波士顿大学生物设计中心(BDC)的STEM推广项目。STEM Pathways每年赞助一个BU iGEM团队。
戈登说:“他们努力工作,相互协作,实现了所有目标。”他还指出,学生们从BDC的资源中受益,例如用于生物工作的潮湿实验室和用于硬件的CIDAR实验室。她说:“如果没有这两个实验室的支持,我认为我们不可能完成这个项目。”
本科生们还咨询了澳门威尼斯人注册网站研究生导师和来自Farmblox和Talam Biotech两家农业科技公司的行业专业人士,以更好地了解农民的需求以及现代土壤管理方法。
除了在巴黎的活动上展示他们自己的作品外,波士顿大学的学生们还将在本周的一些时间里,在博览会的14个展厅或“村庄”里穿行,这些展厅专门用于不同的类别,比如诊断、空间和生物制造。澳门威尼斯人注册网站研究小组说,这是年轻的合成生物学澳门威尼斯人注册网站研究人员聚集在一起的价值和令人兴奋之处的一部分——尽管iGEM是一场竞赛,但它也是澳门威尼斯人注册建立网络和推进科学的。奥兰德说:“我们正在建立联系,了解其他人的项目。”“这是在建立一个社区。”
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