作者：許越   點(diǎn)擊查看作者自傳

當(dāng)前，使用微觀研究手段來(lái)研究揭示宏觀科學(xué)問(wèn)題似乎是一個(gè)潮流。原因是在知道了宏觀如何變化之后，要想改變宏觀效應(yīng)，還是要從微觀處入手。比如，有科學(xué)家想通過(guò)篩選高二氧化碳固定效率的藻類來(lái)消除溫室效應(yīng)。下面就習(xí)慣了宏觀研究思路的老師們，在使用非損傷微測(cè)技術(shù)NMT初期遇到的一些常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析和解答。

1. NMT在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，目前文獻(xiàn)很少，能否直接告訴我，NMT可以幫我做什么？

 非損傷微測(cè)技術(shù)NMT是一個(gè)通過(guò)離子分子流速檢測(cè)，揭示活體生物與外界環(huán)境進(jìn)行信息交換的工具。

 那么NMT可以幫助環(huán)境科學(xué)工作者做如下工作：

1）研究環(huán)境中有毒有害物質(zhì)對(duì)生物活體狀態(tài)下的各方面生理功能的影響；

2）基于研究1）探索形成基于活體生物生理功能的‘環(huán)境污染生物評(píng)價(jià)方法’；

3）研究環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)生物活體狀態(tài)下的各方面生理功能的影響；

4）各種生物膜過(guò)濾性能的優(yōu)化；

5）重金屬高積累植物篩選；

6）藻類與微生物共生體的目標(biāo)生理功能優(yōu)化；

7）水體富營(yíng)養(yǎng)化的修復(fù)植物的篩選；

8）環(huán)境固體污染物（比如淤泥）的物理特征（比如O₂分布）研究；

9）基于活體生物信號(hào)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法研究；

10）   納米等環(huán)境修復(fù)或復(fù)合植物抗污染能力的評(píng)價(jià)和研究；

11）   基于生物生理活性的生物燃料電池等性能的優(yōu)化和評(píng)價(jià)研究；

目前文獻(xiàn)少，正是科學(xué)家在各自領(lǐng)域搶占世界科研高地的良機(jī)!

  

2.水安全檢測(cè)項(xiàng)目，是基于NMT的新型檢測(cè)方法，如何確定基準(zhǔn)水源是合格的？如果無(wú)法確定基準(zhǔn)水源是否合格，測(cè)到的“待測(cè)水源”的數(shù)據(jù)，同基準(zhǔn)水源相比得出的結(jié)論，也就沒(méi)有意義了。

 旭月的水安全檢測(cè)項(xiàng)目，是利用NMT技術(shù)進(jìn)行活體生物環(huán)境污染檢測(cè)的一次嘗試，尚在不斷的探索過(guò)程中。 

旭月的基準(zhǔn)水來(lái)自于兩個(gè)方面，一個(gè)是滿足國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)的自來(lái)水，一個(gè)是自行配置的‘旭月生物水’，通過(guò)我們的實(shí)驗(yàn)證明兩者對(duì)最后結(jié)果沒(méi)有顯著差別影響。

 

3.將細(xì)胞器分離出來(lái)，將植物根切下來(lái)的研究，還能稱得上是“非損傷”嗎？ 

非損傷微測(cè)技術(shù)根據(jù)科研人員對(duì)被測(cè)材料的不同處理，分絕對(duì)非損傷和相對(duì)非損傷。 

比如，當(dāng)把一個(gè)3，4天的擬南芥幼苗或幾個(gè)毫米長(zhǎng)的線蟲(chóng)放到NMT系統(tǒng)里，并為它們提供最適的外部環(huán)境，這就是一個(gè)絕對(duì)的非損傷。如果把擬南芥的根切下來(lái)，或把線蟲(chóng)的肌肉組織分離出來(lái)，再進(jìn)行NMT檢測(cè)，就是相對(duì)非損傷。

 

 4. 放到土里培養(yǎng)的植物可以檢測(cè)嗎？重復(fù)性能保障嗎？ 

要想利用好一種新技術(shù)，首先要對(duì)它的特點(diǎn)進(jìn)行了解，才能充分利用好它。不會(huì)犯在醫(yī)院帶著戒指項(xiàng)鏈進(jìn)行核磁檢查的錯(cuò)誤。 

NMT的特點(diǎn)是，不接觸被測(cè)材料，但必須在液體環(huán)境里才能夠工作。因此，要想方便快速用好NMT，并獲得重復(fù)性較好的數(shù)據(jù)，顯然科研人員需要將他們的材料從土培方法過(guò)渡到水培，才能更好地利用NMT的優(yōu)勢(shì)。否則數(shù)據(jù)的重復(fù)性很難保證。 

中國(guó)NMT科學(xué)家第一批先行者之一的，北京林業(yè)大學(xué)陳少良教授，就花費(fèi)了半年的時(shí)間將過(guò)去的土培楊樹(shù)根變成沙培和水培，為后續(xù)的NMT數(shù)據(jù)快速產(chǎn)出打下了基礎(chǔ)。

 

 5. 不行，我的植物材料必須土培，NMT能做嗎？重復(fù)性能保障嗎？

 能做！ 

這里的關(guān)鍵是如何既保持植物的土培環(huán)境，同時(shí)又提供一個(gè)NMT可以工作的液體環(huán)境。比如，研究人員可以在欲檢測(cè)的土培材料部位設(shè)計(jì)一個(gè)裝置，既能夠?qū)⒈粶y(cè)部位暴露出來(lái)，又可以放入測(cè)試液進(jìn)行NMT檢測(cè)。 

NMT的不接觸被測(cè)材料的非損傷特點(diǎn)，給科研人員提供了非常大的，個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)空間，自然也為科研創(chuàng)新提供了難得的契機(jī)。

 

 6. 聽(tīng)說(shuō)想獲得重復(fù)性好的活體生理數(shù)據(jù)，特別不容易，NMT也是這樣嗎？ 

同任何其它技術(shù)一樣，要想獲得好的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和材料的準(zhǔn)備是關(guān)鍵。簡(jiǎn)言之，無(wú)論NMT有多么簡(jiǎn)便和快速，想靠NMT來(lái)彌補(bǔ)基因方面工作的不足是不切實(shí)際的。 

我們的經(jīng)驗(yàn)是，先利用NMT快速定性的特點(diǎn)（藥物處理等實(shí)驗(yàn)），把自己實(shí)驗(yàn)材料的‘脾氣秉性’先摸清楚，然后再進(jìn)行批量的數(shù)據(jù)定量工作。

其它詳細(xì)解讀，請(qǐng)查閱筆者另一博文《飄忽不定的諾貝爾獎(jiǎng)機(jī)遇：如何用好NMT數(shù)據(jù)？》

 

7. 我是研究環(huán)境生態(tài)的，比較宏觀，能用得上NMT嗎？ 

應(yīng)用微觀數(shù)據(jù)解釋和研究宏觀生態(tài)現(xiàn)象和問(wèn)題，已經(jīng)成為近年的一個(gè)潮流。 

袁隆平院士的雜交水稻在帶來(lái)糧食高產(chǎn)的同時(shí)，也帶來(lái)了化肥過(guò)度使用的環(huán)境污染和水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化等生態(tài)問(wèn)題。旭月的NMT曾幫助袁隆平院士他們回答一個(gè)問(wèn)題，就是他們的雜交水稻實(shí)施多少化肥就剛好夠了，從而減少環(huán)境問(wèn)題。 

對(duì)已有的環(huán)境問(wèn)題，如何從微觀了解其成因，并從微觀入手尋找解決問(wèn)題的辦法，NMT將會(huì)大有用武之地！