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简单而廉价的3D打印荧光盒跟踪花粉粒

更新时间:2019-02-28 浏览次数:252次

  试想一下,用量子点和3D打印荧光盒来追踪个体花粉粒,这种新颖、低成本的方法是否可行?在提倡绿色环保智能制造的当今社会,3D打印的发展势如破竹,以其快速制造、便捷、自由设计等优势,深受人们的亲睐。

  近日,来自南非斯泰伦博斯大学的授粉生物学家Corneile Minnaar博士就提出了这样一个使用量子点和3D打印荧光盒来追踪个体花粉粒命运的新想法。这种方法可以使授粉生物学家能够追踪从传粉媒介首次访问其终点的整个授粉过程。



  

       如上图,这只蜜蜂在参观了一朵用花粉粒标有量子点的花后被捕获。通过显微镜,我们可以看到放置花粉的位置,并且实际上确定哪些昆虫携带的花粉最多。

  人类对授粉已经进行了两百多年的研究,尽管做了非常细微的研究,依旧不能确定大多数微观花粉颗粒在离开花朵后实际上会落在哪里。 “植物会产生大量的花粉,但90%以上的花粉从未到达柱头。”Minnaar说, “对于那些进入柱头的花粉粒的一小部分,旅程往往不明确 ,传粉者从哪里传播?”
  从2015年开始,Minnaar通过跟他在斯泰伦博斯大学(SU)的植物学和动物学系的博士一起进行研究,来挑战这个项目。他接触到一篇关于使用量子点跟踪大鼠癌细胞的文章,并从中受到启发,想到这个花粉追踪的设想。因为量子点是非常微小的半导体纳米晶体,其行为类似于人造原子。当暴露在紫外光下时,量子点会发出极亮的光。而含有“脂肪”(亲脂)配体的量子点理论上会粘附在花粉粒的脂肪外层,称为pollenkitt。此外,量子点的发光颜色可以唯一地“标记”花粉粒,同时观察它是否到达柱头。

  紧接着,研究人员在现场解剖显微镜下找到一种经济有效的方法来观察发荧光的花粉粒。“我决定设计一个可以放在解剖显微镜下的荧光盒,”Minnaar说。 “而且,为了让大家都能使用这种方法,我设计了一个可以轻松进行3D打印的盒子,成本低,包括所需的电子元件。“ 



  

       到目前为止,量子点和3D打印荧光盒的使用已被证明是一种可以跟踪单个花粉粒的简单而廉价的方法:“我已经做过研究,在他们用量子点访问植物后捕获了昆虫标记的花药,你可以看到花粉的放置位置,以及哪些昆虫实际带有或多或少的花粉,“Minnaar说。

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