一杯水，看似清澈，可能隐藏着看不见的健康风险。
砷是一种广泛存在于自然环境中的元素，可因地质活动、工业排放以及农业生产等因素进入地下水和饮用水系统。长期摄入砷超标水，会增加皮肤损伤、心血管疾病甚至癌症等健康风险。
世界卫生组织（WHO）已将饮用水砷污染列为全球公共卫生挑战之一。目前，全球仍有超过1.4亿人面临砷污染饮水风险。我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）也明确规定，饮用水中砷含量不得超过0.01 mg/L（10 ppb）。
然而，传统砷检测设备由于其成本高、操作复杂，难以满足偏远地区现场快速检测的需求。因此，如何在现场快速、便捷、高效地发现水中的砷污染，仍是饮水安全保障面临的一项挑战。
近日，浙江大学杭州国际科创中心（简称科创中心）生物与分子智造研究院王宝俊教授团队自主设计研发的饮用水砷污染无细胞纸基合成生物传感器正式上线Tech Hub小程序，为饮用水砷污染的低成本、快速化现场筛查提供了新的技术路径。
据了解，无细胞合成生物传感器在检测饮用水致病污染物方面具有巨大潜力。然而，由于传感性能不足，它们常常无法满足实际需求。
合成生物学的发展，为环境检测提供了新的思路。
王宝俊教授团队研发的无细胞纸基砷合成生物传感器（ASSESSOR），可以理解为一个被“重新设计”的微型检测系统。当水样中的砷进入检测体系后，传感线路会被激活，并产生可视化比色信号，让使用者能够直观判断水质风险。
为了提升检测性能，团队构建了具有信号放大功能的无细胞检测线路，提高传感器对微量砷污染物的响应能力；针对天然水体中主要存在的三价砷和五价砷，团队还在无细胞体系中加入砷酸盐还原模块，将传感元件难以直接识别的五价砷转化为可被识别的三价砷，从而扩大检测范围，降低因砷形态差异造成漏检的风险；同时，团队将检测系统集成到条形纸基传感阵列中，并针对不同污染风险设置关键检测参数，实现对不同浓度砷污染的快速初步定量。目前，该传感器可以达到WHO饮用水砷检测标准要求，检测限低至10 ppb。
为了进一步推广到现实应用，团队针对该砷离子传感阵列开发了配套的小型孵育装置，并开发了基于机器学习技术的智能手机识别软件，实现从水样到砷浓度的端到端结果判读。
在成果验证阶段，团队在孟加拉国采集了不同砷浓度的代表性天然水样，并使用纸基传感阵列开展现场检测。检测区域呈现出与水样参考浓度相符的阶梯式显色结果，初步验证了该技术用于真实水样现场筛查的可行性。
相比传统检测方式，这种纸基无细胞合成生物传感器具有便携、低成本、操作简单等优势，有望应用于饮用水安全初筛、地下水污染调查、偏远地区水质监测和公共卫生干预等场景。
合作需求
目前，该技术正处于小试阶段，欢迎相关企业和机构通过科创中心Tech Hub平台咨询对接，共同探索技术应用场景，加速推动成果转化落地。
联系方式：0571-82990668
