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从小处做起!-如何用微观手段研究环境宏观问题?

已有 1538 次阅读 2018-5-30 11:20 |个人分类:NMT-101|系统分类:科普集锦| NMT, 非损伤微测技术, 宏观, 环境, 微观手段

当前,使用微观研究手段来研究揭示宏观科学问题似乎是一个潮流。原因是在知道了宏观如何变化之后,要想改变宏观效应,还是要从微观处入手。比如,有科学家想通过筛选高二氧化碳固定效率的藻类来消除温室效应。下面就习惯了宏观研究思路的老师们,在使用非损伤微测技术NMT初期遇到的一些常见问题进行分析和解答。 


1. NMT在环境领域的应用,目前文献很少,能否直接告诉我,NMT可以帮我做什么?

 非损伤微测技术NMT是一个通过离子分子流速检测,揭示活体生物与外界环境进行信息交换的工具。

 那么NMT可以帮助环境科学工作者做如下工作:

1)研究环境中有毒有害物质对生物活体状态下的各方面生理功能的影响;

2)基于研究1)探索形成基于活体生物生理功能的‘环境污染生物评价方法’;

3)研究环境中营养物质对生物活体状态下的各方面生理功能的影响;

4)各种生物膜过滤性能的优化;

5)重金属高积累植物筛选;

6)藻类与微生物共生体的目标生理功能优化;

7)水体富营养化的修复植物的筛选;

8)环境固体污染物(比如淤泥)的物理特征(比如O2分布)研究;

9)基于活体生物信号的水质监测方法研究;

10)   纳米等环境修复或复合植物抗污染能力的评价和研究;

11)   基于生物生理活性的生物燃料电池等性能的优化和评价研究;

目前文献少,正是科学家在各自领域抢占世界科研高地的良机!

  

2.水安全检测项目,是基于NMT的新型检测方法,如何确定基准水源是合格的?如果无法确定基准水源是否合格,测到的“待测水源”的数据,同基准水源相比得出的结论,也就没有意义了。

 旭月的水安全检测项目,是利用NMT技术进行活体生物环境污染检测的一次尝试,尚在不断的探索过程中。 

旭月的基准水来自于两个方面,一个是满足国家饮用水标准的自来水,一个是自行配置的‘旭月生物水’,通过我们的实验证明两者对最后结果没有显著差别影响。

 

3.将细胞器分离出来,将植物根切下来的研究,还能称得上是“非损伤”吗? 

非损伤微测技术根据科研人员对被测材料的不同处理,分绝对非损伤和相对非损伤。 

比如,当把一个34天的拟南芥幼苗或几个毫米长的线虫放到NMT系统里,并为它们提供最适的外部环境,这就是一个绝对的非损伤。如果把拟南芥的根切下来,或把线虫的肌肉组织分离出来,再进行NMT检测,就是相对非损伤。

 

 4. 放到土里培养的植物可以检测吗?重复性能保障吗? 

要想利用好一种新技术,首先要对它的特点进行了解,才能充分利用好它。不会犯在医院带着戒指项链进行核磁检查的错误。 

NMT的特点是,不接触被测材料,但必须在液体环境里才能够工作。因此,要想方便快速用好NMT,并获得重复性较好的数据,显然科研人员需要将他们的材料从土培方法过渡到水培,才能更好地利用NMT的优势。否则数据的重复性很难保证。 

中国NMT科学家第一批先行者之一的,北京林业大学陈少良教授,就花费了半年的时间将过去的土培杨树根变成沙培和水培,为后续的NMT数据快速产出打下了基础。

 

 5. 不行,我的植物材料必须土培,NMT能做吗?重复性能保障吗?

 能做! 

这里的关键是如何既保持植物的土培环境,同时又提供一个NMT可以工作的液体环境。比如,研究人员可以在欲检测的土培材料部位设计一个装置,既能够将被测部位暴露出来,又可以放入测试液进行NMT检测。 

NMT的不接触被测材料的非损伤特点,给科研人员提供了非常大的,个性化的实验设计空间,自然也为科研创新提供了难得的契机。


 6. 听说想获得重复性好的活体生理数据,特别不容易,NMT也是这样吗? 

同任何其它技术一样,要想获得好的数据,实验设计和材料的准备是关键。简言之,无论NMT有多么简便和快速,想靠NMT来弥补基因方面工作的不足是不切实际的。 

我们的经验是,先利用NMT快速定性的特点(药物处理等实验),把自己实验材料的‘脾气秉性’先摸清楚,然后再进行批量的数据定量工作。

其它详细解读,请查阅笔者另一博文《飘忽不定的诺贝尔奖机遇:如何理解和用好NMT数据?》

 

7. 我是研究环境生态的,比较宏观,能用得上NMT吗? 

应用微观数据解释和研究宏观生态现象和问题,已经成为近年的一个潮流。 

袁隆平院士的杂交水稻在带来粮食高产的同时,也带来了化肥过度使用的环境污染和水质富营养化等生态问题。旭月的NMT曾帮助袁隆平院士他们回答一个问题,就是他们的杂交水稻实施多少化肥就刚好够了,从而减少环境问题。 

对已有的环境问题,如何从微观了解其成因,并从微观入手寻找解决问题的办法,NMT将会大有用武之地!



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