2020年12月9日，新加坡发展了一种新型的植物纳米仿生光学传感器，能够实时监测地下环境中砷的含量，通过显示出荧光强度的变化，测量金属的存在和数量。新加坡麻省理工学院研究与技术联盟（SMART）的跨学科研究小组“颠覆性与可持续农业精度技术”（DiSTAP）的科学家介绍了这项技术。
在应用中，该传感器嵌入活的植物组织中，检测到的砷含量低至0.2%（十亿分之二）。纳米传感器的读数可以通过便携式电子设备获得。整个系统将非遗传修饰的植物转化为功能齐全的环境传感器。
砷是水稻、茶叶等作物中常见的污染物，在环境监测和农业上有着广泛的应用。长期接触金属会导致心血管疾病和癌症，包括皮肤、膀胱和肺癌。土壤中砷含量的升高可能是采矿和冶炼造成的，会危害植物生命并抑制生长。
图1. 将非破坏性植物纳米仿生传感器嵌入叶片中，向便携式电子设备报告植物体内的砷含量，从而能够实时监测活植物对砷的吸收。由Tedrick Thomas Salim Lew提供。
智能DiSTAP光学纳米传感器不会对其所在的植物造成伤害。科学家们报告说，他们改进了目前正在使用的时间和设备密集型采样方法，例如，定期的野外采样、植物组织消化和提取必须首先进行。这项新的技术得益于植物从根中提取分析物并在体内移动的天然能力。科学家们说，这也是第一个成功演示的、基于植物的活体砷探测装置。
一款性能与智能手机类似的电荷耦合摄像头，配上便携式覆盆子Pi平台，实现了实时成像和分析。
研究人员测试了菠菜和大米，以及一种可以过度积累砷的蕨类植物。因为蕨类植物可以吸收（并容忍）高水平的砷而不表现出有害的影响，研究人员能够优化他们的传感器设备来检测非常低的浓度。研究人员说，现有砷探测器的监管限制是10 ppb。
麻省理工学院的michaelstrano说，有了这些传感器，科学家们将能够开发和生产出更能抵抗有毒元素吸收的作物。
