- 新型傳感器有助于為植物開發對蜜蜂友好的保護
- 來源：作者：Karoline Stürmer，雷根斯堡大學 發表于 2024/10/23
全球對植物性食品的需求不斷增長，因此必須使用殺蟲劑來保護農作物免受害蟲侵害并確保農作物產量。然而，有一個主要缺點：殺蟲劑的廣泛使用導致過去昆蟲數量大幅減少。野生蜜蜂對授粉做出了重大貢獻，因此對農業產量至關重要，其數量減少尤其令人擔憂。
為了解決這一困境，弗勞恩霍夫電子微系統和固態技術研究所（簡稱 EMFT）的科學家們正在致力于開發新型傳感器，作為 Ökotox 研究項目的一部分。這些傳感器旨在幫助在新植物保護產品的早期開發階段識別“對蜜蜂有害”的物質。
“我們的目標是讓這些傳感器在幾個小時內顯示對昆蟲的有害影響，同時允許同時測試許多物質，從而節省時間和金錢，”Joachim Wegener 教授說。Wegener 是位于雷根斯堡大學 （UR） 校園內的弗勞恩霍夫“基于細胞的傳感器技術”系的負責人，該系與雷根斯堡大學分析化學、化學和生物傳感器研究所密切相關。
新方法的基本概念是基于使用昆蟲細胞作為傳感器。這些細胞具有相應昆蟲的典型新陳代謝，當暴露于生物活性物質時可以指示任何有害影響�！凹毎晦D移到底部裝有微電極的實驗室培養皿中，”Wegener 解釋說。在這些所謂的多電極陣列中，實時確定電池對交流電的電阻（阻抗），并報告對電池的有害影響。
該方法可以補充用于確定分離活性成分的毒性濃度的常規生物分析測試。然而，殺蟲劑通常含有許多添加劑，這些添加劑通常會造成意想不到的毒性作用。使用昆蟲細胞傳感器，可以在一次實驗中測試整個混合物的效果。這樣可以快速識別新配方的生物效應。
細胞在實驗室中培養。它們直接冷凍在多電極陣列的孔中，并在低溫下儲存。現在，細胞可以根據需要解凍，并在幾分鐘內準備好進行測試，甚至可以直接在現場進行測試，無需細胞培養實驗室。這使得在進行測試之前很久就可以省時且經濟地準備大批量傳感器單元。
到目前為止，已經使用這種傳感器技術測試了五種不同的農藥的急性細胞毒性�！敖Y果表明，一些出售給家庭使用的殺蟲劑在濃度遠低于推薦施用濃度時具有毒性，”負責該項目的 Stefanie Michaelis 說。
為了實現傳感器加載電極陣列的自動化應用，Fraunhofer EMFT 的研究團隊開發了一種演示設備，用于除霜電池并添加樣品�！霸撛O備可實現精確計量并消除任何交叉污染”，規劃和設計原型的 Christian Hochreiter 解釋說。
昆蟲細胞的結果在多大程度上反映了對活體昆蟲的影響，這將是進一步研究的主題。
除了檢測急性殺蟲作用外，相同的傳感器原理將用于研究各種細胞功能（表型），并在未來能夠同時研究來自不同昆蟲物種的細胞�！拔覀兊哪繕耸莿摻ㄎ镔|的全面影響概況，使其超越對單個物種的純急性毒性，”Wegener 說。
研究結果發表在《應用研究》雜志上。
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