Argus: 식물 내부의 나노센서를 통한 물질 모니터링

Harpreet Singh Sareen이 설계한 혁신적인 생물-하이브리드 플랫폼

Argus는 식물의 잎 사이에 주입된 2나노미터 규모의 센서를 통해 물질의 무거운 금속 불순물을 지속적으로 모니터링합니다. 이 센서들은 식물의 세포 사이 공간에 위치하며, 식물이 환경의 물을 지속적으로 샘플링하고 그 안의 불순물을 탐지합니다. 이러한 방식으로 물질의 무거운 금속 독성을 실시간으로 감지하며, 현재의 실험실 방법과 비교하여 15분에서 2시간 내에 가시적인 결과를 보여줍니다.

Argus는 물질의 납(Pb2 Heavy Metal)을 감지하는 DNA 나노센서를 가진 식물입니다. 이 새로운 방법은 식물이 물의 납을 광학적으로 읽어내게 합니다. 먼저, DNAZyme이 잎 내부의 센서 분석으로 사용되며, Pb2와 접촉하면 단일 가닥으로 분해되고 단일 벽 탄소 나노튜브에 결합합니다. Pb2 이온이 도입된 후, 형광 출력이 소거되며 이 감소는 납(II) 농도에 비례합니다.

Argus는 식물의 잎 내부에 주입된 나노센서를 가지고 있습니다. 식물은 전기 없이 24시간 동안 작동하는 자연의 모터와 같습니다. 그것은 지속적으로 물을 샘플링하고 그와 함께 어떤 불순물도 샘플링합니다. 우리의 나노센서는 일반적으로 식물의 특정 광 파장의 가시적인 빛을 발생시킵니다. 환경의 납 불순물이 나노센서와 접촉하면, 이 빛은 환경에 불순물이 있다는 것을 나타내기 위해 사라집니다.

이 프로젝트는 2017년에 시작되어 2019년에 완료되었으며, Science Gallery Bangalore, Future of Everything WSJ Festival in NYC 등 전 세계에서 전시되었습니다. 산업 폐기물 관리는 많은 지역의 강물의 수질 저하를 초래했습니다. 현재의 물질 품질 모니터링 과정은 실시간이 아닙니다. 우리의 전통적인 센서는 합성과 완전히 인공적인 기법을 중심으로 하였습니다. 우리는 식물의 자연 시스템과 함께 보조 감지를 제공하는 새로운 나노센서를 제안합니다. 이러한 나노센서는 식물의 자연 기능을 활용하여 강물 근처의 물에서 납을 광학적으로 읽어냅니다.

Argus는 A' Cybernetics, Prosthesis and Implant Design Award에서 2021년 Silver를 수상하였습니다. Silver A' Design Award는 우수한 전문성과 혁신을 보여주는 최고의 디자인에 부여되며, 이러한 디자인은 강력한 기술적 특성과 뛰어난 예술적 기술을 보여주며, 뛰어난 수준의 우수성을 보여주고 긍정적인 감정, 놀라움, 그리고 경이를 불러일으킵니다.