智能灌溉系统土壤肥力水分监测与植物用砷光感知传感器

　砷是一种慢性毒性重金属物质，可分为有机砷及无机砷两大类，有机砷对人体危害较小，无机砷对人类影响较大，会造成心血管疾病、出生缺陷、皮肤癌、肺癌、肾脏癌、膀胱癌等等疾病。砷会污染地下水，藉由地下水渗入土壤，或被植物吸收，进而影响人体健康。由于一些矿业及冶铁业的活动，不当排放使许多地区遭受砷污染，1950年代农村的乌脚病事件就是一个鲜明的例子。利用感测器测量土壤里的硝酸盐含量。传统对于植物含砷量的检测，须自田间采集样本，进行磨碎、萃取等步骤，再以质谱法( Mass spectrometry )进行分析，整个过程耗时且繁复，且需许多人力与仪器支援。新加坡-麻省理工学院科研中心研究团队发明一奈米级仿生光感知器( plant nanobionic optical sensor )可直接嵌入欧洲凤尾蕨( Pteris cretica )内，对植物不会造成任何生长影响，透过近红外光( Near-infrared fluorescent )变化能够获得砷含量相关资讯，数据可藉由简易可携带电子装置如树莓派( Raspberry Pi platform )等即时获得，省时、省力且耗费低。  　　 目前感知器侦测极限可低至0.2 ppb，较一般侦测器灵敏度多达50倍，除凤尾蕨之外，团队也将感知器装置于稻米、菠菜、蕨类等多项作物，除此之外，团队强调这是第一篇自活体植物中侦测砷含量的技术，具有潜力协助农业相关研究或应用于环境监测，应用弹性，避免人体在不知情的状况下，摄入含砷物质，危害健康。