Researchers create E. coli-based water monitoring technology: Bacterium used as a live sensor to detect heavy metal contamination

ای کولی دھاتی آئنوں کی موجودگی میں بائیو کیمیکل ردعمل ظاہر کرتا ہے، ایک معمولی تبدیلی جسے محققین کیمیائی طور پر جمع سونے کے نینو پارٹیکل آپٹیکل سینسر کے ساتھ مشاہدہ کرنے کے قابل تھے۔ کرومیم اور آرسینک کی نمائش کے جواب میں جاری ہونے والے میٹابولائٹس کے آپٹیکل سپیکٹرا کے مشین لرننگ کے تجزیے کے ذریعے، سائنس دان خلیوں کی موت کا باعث بننے والی دھاتوں کے مقابلے میں ایک بلین گنا کم ارتکاز میں دھاتوں کا پتہ لگانے کے قابل تھے — جبکہ بھاری دھاتوں کا تخمینہ لگانے کے قابل تھے۔ قسم اور رقم 96 فیصد سے زیادہ درستگی کے ساتھ۔

یہ عمل، جس کے بارے میں محققین کا کہنا ہے کہ تقریباً 10 منٹ میں مکمل کیا جا سکتا ہے، ایک مطالعہ کا موضوع ہے نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کی کارروائی.

\”یو سی آئی کے محققین کی طرف سے تیار کردہ پانی کی نگرانی کا یہ نیا طریقہ انتہائی حساس، تیز رفتار اور ورسٹائل ہے،\” شریک مصنف ریجینا راگن، یو سی آئی پروفیسر آف میٹریل سائنس اینڈ انجینئرنگ نے کہا۔ \”یہ وسیع پیمانے پر پینے اور آبپاشی کے پانی میں اور زرعی اور صنعتی بہاؤ میں زہریلے مادوں کی نگرانی کے لیے تعینات کیا جا سکتا ہے۔ یہ نظام انسانی صحت اور ماحولیاتی نظام کی حفاظت کے لیے بھاری دھاتوں کی آلودگی کی ابتدائی وارننگ فراہم کر سکتا ہے۔\”

یہ ثابت کرنے کے علاوہ کہ بیکٹیریا پسند کرتے ہیں۔ ای کولی غیر محفوظ پانی کا پتہ لگاسکتے ہیں، محققین نے دیگر ضروری اجزاء پر روشنی ڈالی – سالماتی درستگی اور مشین لرننگ الگورتھم کے ساتھ جمع سونے کے نینو پارٹیکلز – جس نے ان کے نگرانی کے نظام کی حساسیت کو بہت بڑھایا۔ راگن نے کہا کہ اس کا اطلاق دھاتی زہریلے مادوں کی نشاندہی کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے – بشمول آرسینک، کیڈمیم، کرومیم، کاپر، لیڈ اور مرکری – آلودگی کی ابتدائی وارننگ فراہم کرنے کے لیے ریگولیٹری حدود سے نیچے شدت کے آرڈرز پر۔

مطالعہ میں، سائنس دانوں نے وضاحت کی کہ وہ نلکے کے غیر دیکھے ہوئے پانی اور گندے پانی کے نمونوں پر تربیت یافتہ الگورتھم استعمال کر سکتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ اس نظام کو دنیا میں کہیں بھی پانی کے ذرائع اور سپلائی کے لیے عام کیا جا سکتا ہے۔

راگن نے کہا، \”اس منتقلی کے سیکھنے کے طریقہ کار نے الگورتھم کو یہ تعین کرنے کی اجازت دی کہ آیا پینے کا پانی امریکی ماحولیاتی تحفظ ایجنسی کے اندر ہے اور عالمی ادارہ صحت 96 فیصد سے زیادہ درستگی کے ساتھ اور علاج شدہ گندے پانی کے لیے 92 فیصد درستگی کے ساتھ ہر آلودگی کے لیے حدود تجویز کرتا ہے۔\”

انہوں نے مزید کہا کہ \”لوگوں اور کرہ ارض کی صحت کے لیے محفوظ پانی تک رسائی ضروری ہے۔\” \”نئی ٹکنالوجی جو کم لاگت پر بڑے پیمانے پر تیار کی جاسکتی ہے اس کی ضرورت ہے کہ آلودگی اور موسمیاتی تبدیلی کے تناظر میں پانی کی حفاظت کے حل کے ایک اہم حصے کے طور پر پانی کی فراہمی میں آلودگیوں کی ایک صف کے تعارف کی نگرانی کریں۔\”

نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کی طرف سے مالی اعانت فراہم کرنے والے اس پراجیکٹ پر راگن میں شمولیت اختیار کرنے والے، ہانگ وی اور Yixin ہوانگ، میٹریل سائنس اور انجینئرنگ میں UCI کے گریجویٹ طالب علم محققین تھے۔ Yen-Hsiang Huang، سول اور ماحولیاتی انجینئرنگ میں UCI گریجویٹ طالب علم محقق؛ سنی جیانگ، سول اور ماحولیاتی انجینئرنگ کے UCI پروفیسر؛ اور ایلون ہوچبام، مواد سائنس اور انجینئرنگ کے UCI پروفیسر۔