路灯可能会被发光的树取代,因为科学家已经发现了让植物在黑暗中发光的方法。
近日,美国麻省理工学院(MIT)的Michael S. Strano课题组报道了一种让植物发光的方法,他们将特殊的纳米粒子注入到豆瓣菜(watercress,拉丁学名Nasturtium officinale)的叶子中,让这株植物在近4个小时里持续散发着微光。该工作发表在Nano Letters 杂志上,第一作者Seon-Yeong Kwak博士。
发光的豆瓣菜。图片来源:Nano Lett. / Seon-Yeong Kwak
此项工作中,研究者借鉴了萤火虫的发光原理,利用萤火虫发光的荧光素酶、荧光素以及辅酶A分子,其中,荧光素酶可以使荧光素分子发光,而辅酶A可以通过去除一种可以抑制荧光素酶活性的反应副产物来延长发光的时间。随后,将这三种分子结合不同类型的纳米粒子载体,形成偶联萤火虫荧光素酶的氧化硅纳米粒子(SNP-Luc)、释放荧光素的乳酸-乙醇酸共聚物纳米粒子(PLGA-LH2)和辅酶A功能化的壳聚糖纳米粒子(CS-CoA)(下图a)。这些纳米粒子可以帮助它们到达植物的正确位置,并防止它们聚集到可能对植物有毒的浓度,同时还能起到调节发光波长的作用(下图b)。
纳米粒子通过气孔进入植物。图片来源:Nano Lett.
研究者将这些纳米粒子和植物一起浸入水中,利用一种简单且有效的方法,借助高压使粒子通过气孔进入叶片。然后在植物叶片中通过自身的ATP产生能量,实现荧光素酶对荧光素的化学催化,产生黄绿色的光(~560 nm)。
纳米粒子的加压“灌注”。图片来源:Nano Lett.
文章中,除了豆瓣菜,研究者还对菠菜(spinach)、芝麻菜(arugula)等植物进行了实验,并且实现了发光。
研究报告资深作者、麻省理工学院化学工程学教授迈克尔·斯特拉诺说:“我们的设想是打造出一种能够当台灯使用的植物——一盏你不用插电的灯。”
他还说:“凭借我们的研究成果,未来可以用处理过的树充当路灯并为住宅提供间接照明。”
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