升哲资讯：新加坡研究手机拍摄微生物即可快速获得水质检测结果

新加坡科技与设计大学的研究人员展示了一项技术，该技术能够让用户用智能手机跟踪水生微生物的健康状况。通过测量污染物对水生微生物的影响，可以快速检测水中污染物，并评估水质和可饮用性。整个过程不需要任何化学试剂或实验室设备，仅是利用了智能手机的普通摄像头和水体中无处不在的草履虫微生物，这使得该技术特别适合用于评估欠发达地区的饮用水。

通常，环境污染物的水平是通过评估其对特定人群的影响来衡量的。这种影响发生在微生物上只需要几天，但对大型动物的影响需要几年才能生效。

为了加速测量，研究人员使用一种简单的计算机视觉方法来跟踪和测量污染物对微生物行为的影响。具体来说，他们利用了奥利草履虫(Paramecium aurelia)游动速度的变化这一指标。奥利草履虫是一种单细胞生物，它的游动速度惊人，是其体长的10倍多/秒。之所以选择草履虫是因为它们在水体中无处不在，而且大到可以用普通相机看到，Fernandez解释说。因为它们的游泳速度很快，所以游泳速度的微小差异将转化为巨大的变化，使他们易于测量。

通过在智能手机上安装一个简单的显微镜来跟踪水栖草履虫的游动速度和运动，他们发现可以在几分钟内准确地推断出水样本中污染物的存在。为了追踪草履虫，研究小组录制了视频，然后运行一个物体识别和跟踪算法，自动检测这些生物，并计算它们的游动速度和运动。“不同的个体游泳速度略有不同。但有了所有这些数据，我们能够减少这种变化的影响，并获得他们游动的一般特征，”Fernandez说。

研究人员发现草履虫的游速会受到重金属氯化锌、硫酸铜以及常见抗生素红霉素等污染物的影响。这些变化发生在污染物允许范围内，例如，在饮用水中含有一半重金属的情况下，草履虫的平均游泳速度几乎减少了一半。同样，草履虫在其他危险浓度水域下的游速也会立即显著下降，这让研究人员能够快速评估特定环境中特定污染物的影响。

Fernandez说:“采集水样本并测量草履虫的速度可以作为一种直接的方法来评估水的可饮用性，而不需要专门的设备或化学品。以往，人们需要对每种污染物进行不同的测试，但草履虫游动速度可以是一个全球性的测量指标。”

“未来，有人可能会尝试不同类型的微生物进行测量。不同的污染物会对生物体产生不同的影响，所以从多种微生物中收集数据将使我们能够更好地了解污染物的来源，”Fernandez总结道，“经证明，我们可以以一种廉价而简单的方式获取水质信息，检测可以在任何时间、任何地点且不需要任何技术工具。”

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