Yapay zeka ve genetiği değiştirilmiş maya sudaki 'sonsuz kimyasalları' tespit edecek

Columbia Üniversitesi ve City College bünyesindeki bilim insanları, doğada parçalanması son derece güç olan ve 'sonsuz kimyasallar' olarak bilinen PFAS bileşiklerini belirlemek için yeni bir test teknolojisi üzerinde çalışıyor. Ekmek ve bira üretiminde kullanılan mayayı canlı bir kimyasal sensöre dönüştürmeyi amaçlayan ekip, genetik mühendisliğini, yapay zekayı ve mikroelektronik sistemleri aynı platformda buluşturuyor.

SAHADA ÖLÇÜM HEDEFİ 

Columbia Üniversitesi’nden kimyager Virginia Cornish liderliğindeki proje, çevrede çok yavaş parçalanan ve çeşitli sağlık riskleriyle ilişkilendirilen PFAS kimyasallarına odaklanıyor.

Yağa, suya, lekeye ve ısıya dayanıklı sanayi ürünlerinin üretiminde kullanılan bu sentetik maddelerin su kaynaklarındaki varlığını geleneksel laboratuvar yöntemleriyle belirlemek zaman alıyor ve yüksek cihaz maliyetleri gerektiriyor.

Yeni teknolojiyle su tedarikçilerinin ve arıtma tesislerinin kirletici seviyelerini ve filtre ekipmanlarının performansını sahada anında izlemesi amaçlanıyor.

MAYADAN CANLI DEDEKTÖR 

Araştırmacılar, maya hücrelerini belirli hedef moleküllere bağlanan özel tasarım reseptör proteinleriyle yeniden düzenliyor. Yapay zeka algoritmaları, geçmişte yıllar sürebilen reseptör geliştirme süreçlerini haftalara indirerek PFOA ve PFOS adlı iki önemli PFAS bileşiğini tanıyabilen proteinlerin tasarlanmasını sağlıyor.

Maya hücreleri hedef kimyasalla karşılaştığında yeşil floresan ışık yayıyor. Bu ışığın şiddeti, sudaki kirletici yoğunluğuyla doğru orantılı olarak ölçülüyor.

KAĞIT VE ÇİP 

Saha kullanımı için dondurularak kurutulmuş maya hücreleri, kağıt benzeri bir taşıyıcıya yerleştiriliyor ve ışığa duyarlı küçük bir optik sensör çipiyle birleştiriliyor. Tasarlanan sistemde kullanıcı, tek kullanımlık test çubuğunu su numunesine batıracak.

Elde taşınabilir okuyucu, floresan sinyalini kablosuz olarak alıp kirletici konsantrasyonunu anında ekrana yansıtacak.

DOĞRULAMA TESTLERİ BEKLENİYOR 

ABD Ulusal Bilim Vakfı’nın (NSF) desteklediği proje henüz geliştirme aşamasında. Cihazın ticari ve günlük kullanıma geçebilmesi için gerçek su kaynaklarında doğrulama testlerinin tamamlanması gerekiyor.

Uzmanlar, canlı mikroorganizmaları taşınabilir elektronik çiplerle birleştiren yaklaşımın, su güvenliği takibinde yüksek maliyetli laboratuvarlara bağımlılığı ortadan kaldırabilecek potansiyel taşıdığını belirtiyor.