路燈可能會被發光的樹取代,因為科學家已經發現了讓植物在黑暗中發光的方法。
近日,美國麻省理工學院(MIT)的Michael S. Strano課題組報道了一種讓植物發光的方法,他們將特殊的納米粒子注入到豆瓣菜(watercress,拉丁學名Nasturtium officinale)的葉子中,讓這株植物在近4個小時里持續散發著微光。該工作發表在Nano Letters 雜志上,第一作者Seon-Yeong Kwak博士。
發光的豆瓣菜。圖片來源:Nano Lett. / Seon-Yeong Kwak
此項工作中,研究者借鑒了螢火蟲的發光原理,利用螢火蟲發光的熒光素酶、熒光素以及輔酶A分子,其中,熒光素酶可以使熒光素分子發光,而輔酶A可以通過去除一種可以抑制熒光素酶活性的反應副產物來延長發光的時間。隨后,將這三種分子結合不同類型的納米粒子載體,形成偶聯螢火蟲熒光素酶的氧化硅納米粒子(SNP-Luc)、釋放熒光素的乳酸-乙醇酸共聚物納米粒子(PLGA-LH2)和輔酶A功能化的殼聚糖納米粒子(CS-CoA)(下圖a)。這些納米粒子可以幫助它們到達植物的正確位置,并防止它們聚集到可能對植物有毒的濃度,同時還能起到調節發光波長的作用(下圖b)。
納米粒子通過氣孔進入植物。圖片來源:Nano Lett.
研究者將這些納米粒子和植物一起浸入水中,利用一種簡單且有效的方法,借助高壓使粒子通過氣孔進入葉片。然后在植物葉片中通過自身的ATP產生能量,實現熒光素酶對熒光素的化學催化,產生黃綠色的光(~560 nm)。
納米粒子的加壓“灌注”。圖片來源:Nano Lett.
文章中,除了豆瓣菜,研究者還對菠菜(spinach)、芝麻菜(arugula)等植物進行了實驗,并且實現了發光。
研究報告資深作者、麻省理工學院化學工程學教授邁克爾·斯特拉諾說:“我們的設想是打造出一種能夠當臺燈使用的植物——一盞你不用插電的燈。”
他還說:“憑借我們的研究成果,未來可以用處理過的樹充當路燈并為住宅提供間接照明。”
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