智能手机设备革新农业,斑点识别技术助力精准诊断农作物疾病

据外媒报道，农作物通过叶子上的气孔“呼吸”，它们会向空气中释放各种挥发性有机化合物(VOCs)。现在，一种新的智能手机连接设备可以在几分钟内分析出这些化学物质并检测识别可能出现的任何疾病。

虽然植物在常规的气体交换过程中释放出VOCs，但某些类型和/或浓度的化学物质跟特定疾病有关。这就是新型手持阅读器的打造源头。据悉，这款由北卡罗莱纳州立大学科学家们开发的手机被设计成需要安装在农民的智能手机上--相机镜头的上方。

首先，农民需要从有问题的植物上摘下一片叶子，然后把它放在一个试管里，试管随后需要被密封至少15分钟--这给了叶子充足的时间来释放VOCs。接下来，拿掉试管的盖子然后用一根很细的塑料管将试管中积累的化学气体泵入阅读器内的一个腔室里。

据了解，在这个测试室内有一条含有一些嵌入试剂的测试纸带，当暴露在某些VOCs下时，这些试剂就会发生变色反应。其中一些试剂由现成的染料组成，另一些则包含了特制的金纳米颗粒。手机的摄像头则会拍摄这些斑点并在屏幕上显示出来。

目前，用户必须要手动解释显示纸带上的颜色模式以此来确定测试室中存在的VOCs种类及含量。然而，一旦开发了相应的应用，它就会在发现疾病的时候自动提醒用户并告诉他们是哪一种疾病。

到目前为止，这套装置已经成功识别出10种不同浓度的VOCs。不过目前的分析工作必须要将植物样品送到实验室并且可能要等几天甚至几周才行。

该研究论文的合著者Jean Ristaino教授说道：“我们的技术将帮助农民更快地识别疾病，这样他们就可以限制疾病的传播和相关作物的损害。”

相关研究报告已发表在《Nature Plants》上。