當(dāng)農(nóng)民在他們的莊稼中發(fā)現(xiàn)病態(tài)的植物時(shí)，重要的是他們盡快找出讓植物生病的原因。新的微針技術(shù)可以為手持設(shè)備鋪平道路，可以在幾分鐘內(nèi)在現(xiàn)場(chǎng)提供答案。

如果不能立即明確哪種疾病使植物生病，那么通常會(huì)分析從該植物中采集的樣本，以查看哪種致病生物的DNA存在。然而，在確定DNA之前，首先必須從樣品材料中分離DNA，通常通過(guò)稱為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)提取的多步驟過(guò)程。該過(guò)程在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，包括研磨植物組織，添加有機(jī)溶劑，并將混合物放入離心機(jī)中 - 還需要三到四個(gè)小時(shí)才能完成。

為了開發(fā)更快捷、更容易的替代方案，北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的科學(xué)家們創(chuàng)造了一種由廉價(jià)聚合物制成的郵票大小的貼片，其一面覆蓋著數(shù)百根細(xì)針。

細(xì)針長(zhǎng)度僅為0.8毫米，每根細(xì)針可以刺入植物，因?yàn)橘N片能緊貼其表面。幾秒鐘后，剝離貼劑并用緩沖水溶液沖洗。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，通過(guò)針從植物收集的含有DNA的遺傳物質(zhì)被洗掉，最后與緩沖液一起被放在無(wú)菌容器中。

整個(gè)過(guò)程只需要大約一分鐘，之后提取的DNA仍然需要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行識(shí)別 。雖然緩沖液中最終存在少量雜質(zhì)，但它們并未被證明是有問(wèn)題的，因?yàn)樵摷夹g(shù)已成功用于提取和鑒定導(dǎo)致番茄植物晚疫病的生物體的DNA。

“DNA提取一直是開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工具的重要障礙，”該研究論文的共同通訊作者、助理教授Qingshan Wei表示?！拔覀儸F(xiàn)在正朝著創(chuàng)建一個(gè)集成的、低成本的現(xiàn)場(chǎng)便攜式設(shè)備的目標(biāo)前進(jìn)，該設(shè)備可以執(zhí)行從采樣到識(shí)別病原體并報(bào)告測(cè)定結(jié)果的過(guò)程的每個(gè)步驟。”