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地雷作為一種價(jià)格低廉的防御武器，在戰(zhàn)爭(zhēng)中被廣泛使用，但在戰(zhàn)后存在著諸多隱患和危害。據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織的報(bào)告稱(chēng)，目前全球仍有約一億枚的有效地雷埋在七十多個(gè)國(guó)家。作為普遍的防御性武器，地雷在戰(zhàn)場(chǎng)上會(huì)對(duì)士兵、地面車(chē)輛造成巨大威脅；在戰(zhàn)后，遺留的地雷則會(huì)危及平民，妨礙重建，后患無(wú)窮。在阿富汗與蘇聯(lián)長(zhǎng)達(dá)10年的戰(zhàn)爭(zhēng)中，阿富汗境內(nèi)被埋上百萬(wàn)個(gè)地雷，其中大部分受害者是普通公民，有很多還是年幼的孩童。在阿富汗每天都有孩子因?yàn)槁裨趯W(xué)?；蛐÷飞系牡乩字職?、致死；至今沒(méi)有及時(shí)排除的地雷使得大量的土地廢棄無(wú)法使用，極度影響糧食生產(chǎn)或社會(huì)重建。

圖片來(lái)源：新華網(wǎng)

大部分地雷或彈藥都含有TNT，耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)（Hebrew University of Jerusalem）研究人員針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)，將大腸桿菌（Escherichia coli）改造，可檢測(cè)微摩爾量級(jí)的TNT或者TNT的降解產(chǎn)物2,4-二硝基甲苯（DNT）。改造后的E. coli在TNT或DNT的誘導(dǎo)下，發(fā)出綠色熒光。研究人員將該工程菌包埋在直徑為3毫米的藻酸鹽珠中（圖1 上 比例尺為2 cm），制備成細(xì)菌傳感器，覆蓋在土壤或沙子頂部。此外研究人員還開(kāi)發(fā)了光電掃描系統(tǒng)（圖1 下），通過(guò)激光掃描，遠(yuǎn)程檢測(cè)和定量細(xì)菌熒光，錨定地雷或者彈藥的具體位置。有關(guān)該技術(shù)的評(píng)論文章發(fā)表在《Nature Biotechnology》。

圖1 上：細(xì)菌傳感器  下：光電掃描系統(tǒng)

研究人員在小規(guī)模場(chǎng)地利用不同土壤進(jìn)行試驗(yàn)，并在距離20m處掃描目標(biāo)區(qū)域。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示陽(yáng)性對(duì)照信號(hào)最強(qiáng)（圖2 a標(biāo)記），陰性對(duì)照沒(méi)有熒光信號(hào)（圖2 d標(biāo)記），除f, g ,l ,m四個(gè)區(qū)域外都有熒光顯示。f, g ,l ,m四個(gè)區(qū)域沒(méi)有熒光可能是與土壤性質(zhì)有關(guān)（花園土中有機(jī)物含量高，吸附TNT/DNT能力更強(qiáng)），或與掩蓋地雷的時(shí)間有關(guān)（掩蓋的時(shí)間只有5天）。

圖2 a剛放置細(xì)菌傳感器時(shí)熒光結(jié)果 b放置細(xì)菌傳感器22 h后的熒光結(jié)果 c處理數(shù)據(jù)

盡管該方案有諸多復(fù)雜的土壤、氣候和地形等試驗(yàn)需要完善，以及眾多挑戰(zhàn)需要克服，比如如何滅活或回收工程菌，防止基因漂移，但遠(yuǎn)程檢測(cè)方法試驗(yàn)結(jié)果利好，如果能提高掃描面積和掃描速度，未來(lái)也許有機(jī)會(huì)在無(wú)人駕駛飛機(jī)或無(wú)人機(jī)上應(yīng)用，也能挽救更多無(wú)辜人的生命。

參考文獻(xiàn)

1. Belkin, S.; Yagur-Kroll, S.; Kabessa, Y.; Korouma, V.; Septon, T.; Anati, Y.; Zohar-Perez, C.; Rabinovitz, Z.; Nussinovitch, A.; Agranat, A. J., Remote detection of buried landmines using a bacterial sensor. Nat Biotech 2017, 35 (4), 308-310.

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