爆炸物处理小组长期以来一直使用金属探测器、X射线机和警犬来发现威胁。没有它们,有关部门可能无法拦截本周早些时候导致希腊出境邮件中断的十三个自制爆炸物中的一部分。但很快,他们可能会在寻找坏人和他们的炸弹的过程中找到一种新工具:微型蠕虫。
在昨天发表的一篇论文中,澳大利亚联邦科学与工业研究组织的研究人员描述了线虫(Caenorhabditis elegans)在检测与爆炸物相关的化学物质方面的有效性。这种线虫只有一毫米长,喜欢泥土。如果他们是对的,炸弹探测可能会变得更便宜、更容易。但并非所有人都相信这一点。
线虫并非第一个因其灵敏嗅觉而被研究的生物。狗、老鼠、猪、牛、昆虫、细菌甚至植物都曾被用来寻找各种爆炸物。到目前为止,没有一种比得上忠诚的犬鼻。
但根据该团队的负责人斯蒂芬·特罗威尔博士(Dr. Stephen Trowell)的说法,使用他的蠕虫的机器在灵敏度方面可能会超越所有这些。“一切迹象都表明,它已经达到了最佳水平,”他说。
线虫通过嘴部侧面微小的嗅觉器官——称为 the amphids——来闻到硝化甘油和环己酮等化学物质的味道,这两种物质都存在于自制 C4 炸弹周围的空气中。每个 the amphids 都有十二种不同的受体,可以将信号传递给大脑。
特罗威尔认为他可以从线虫中提取这些受体,并将它们整合到一个便携式测试设备中,从而完全移除生物体。为了做到这一点,他们必须将受体连接到电信号上,以便机器能够读取它们的响应。该装置的详细信息仍处于保密状态;在描述其工作原理的论文发表之前,特罗威尔不会透露任何细节。
那么坏人真的应该担心吗?格伦·雷恩斯(Glen Rains)不这么认为。“一直有说法称最终会电子化,”在佐治亚大学雅典分校担任生物与农业工程师的雷恩斯说,他一直在研究如何训练黄蜂来检测从爆炸物到作物病害的一切。但他表示,这些气味反应的机械化“将比一些人意识到的要晚得多。”
特罗威尔和他的团队可能会遇到的一个障碍是,他们提取的蛋白质必须在蠕虫体外仍然有效。得克萨斯农工大学(Texas A&M)的昆虫学家杰弗里·汤伯林(Jeffrey Tomberlin)表示,情况并非总是如此。他训练苍蝇来检测气味,并担心从蠕虫中提取的蛋白质可能会停止嗅探。“把这些成分取出来,”他说,“你可能会失去反应的真正本质。”
线虫的嗅觉不仅非常灵敏,而且具有特异性——它们无法检测一切。在特罗威尔于九月初在 PLoS ONE 上发表的研究中,它们只对与自制和商业爆炸物相关的化合物作出反应,而对高端军用炸弹则没有反应。尽管如此,特罗威尔说,“我们可以检测到许多别有用心的人能够获得的东西。”
尽管该领域的其他人持怀疑态度,但特罗威尔的实验室并不缺乏兴趣。澳大利亚国防部最近向该实验室拨款,用于建造其炸弹嗅探机的原型,该团队还在一月份申请了类似技术的专利。然而,他们的设备是否真的有效还有待观察。
与此同时,特罗威尔并没有将自己或他的蠕虫局限于炸弹。他的团队已经在使用线虫来检测食品和葡萄酒的质量,他希望通过分析人的呼吸来利用蠕虫嗅探疾病。虽然技术可能还没有到位,但特罗威尔并不是唯一一个对生物鼻子感到兴奋的人。汤伯林同意,就潜在应用而言,“唯一的限制是我们的想象力。”
本文由 Scienceline 提供,该项目是纽约大学科学、健康与环境报道项目的组成部分。