新型传感器有望为植物构建蜜蜂友好保护网

全球对植物性食品的需求持续增长，这使得使用农药成为必要之举，以保护农作物免受虫害并保障作物产量。

然而，存在一个主要弊端：过去，农药的广泛运用致使昆虫数量大幅下降。

野生蜜蜂数量的下降尤其令人忧心，因为它们在授粉方面贡献重大，所以对农业产量极为关键。

为化解这一困境，弗劳恩霍夫电子微系统和固态技术研究所（简称为 EMFT）的科学家们正在 Ökotox 研究项目里致力于研发新型传感器。

“我们的目标是让这些传感器在数小时内指示出对昆虫的有害影响，同时能够并行测试众多物质，节省时间和金钱，”约阿希姆·韦格纳教授说道。

这种新方法的基本理念是以昆虫细胞作为传感器。这些细胞具有各自所属昆虫典型的新陈代谢特征，当暴露在生物活性物质中时，能够指示出任何有害影响。“这些细胞被转移到在底部配备了微电极的实验室培养皿中，”韦格纳解释道。在这些所谓的多电极阵列中，细胞对交流电的电阻（阻抗）会被实时测定，并报告对细胞产生的有害影响。

该方法能够对传统的生物分析测试进行补充，而这些测试是用于确定分离出的活性成分的毒性浓度的。然而，农药通常包含众多添加剂，这些添加剂往往是造成意外毒性影响的原因。使用昆虫细胞传感器，在单个实验中测试整个混合物的效果，这能够让新配方的生物效应被快速识别。

这些细胞在实验室中培养。它们被直接在多电极阵列的孔中冷冻，并在低温下保存。现在，这些细胞可以根据需要解冻，并在几分钟内准备好进行测试，甚至可以直接在现场进行，无需细胞培养实验室。这使得在进行测试很久之前就能高效地准备大批传感器细胞，节省时间和成本。

到目前为止，已经使用这种传感器技术对五种不同的农药进行了急性细胞毒性测试。“结果表明，一些供家庭使用的农药在浓度远低于推荐使用浓度时就有毒性，”负责该项目的斯特凡妮·米夏埃利斯（Stefanie Michaelis）说。

为了使传感器加载电极阵列的应用实现自动化，弗劳恩霍夫 EMFT 的研究团队开发了一种演示设备，该设备能够给细胞解冻并添加样本。“负责规划和设计原型的克里斯蒂安·霍赫雷特解释道。

昆虫细胞的结果在多大程度上反映了对活昆虫的影响，这将是进一步研究的主题。