Việc tách chất ô nhiễm từ các mẫu nước hoặc là trong dòng thải từ nhà máy công nghiệp hoặc sau sự cố công nghiệp thường mất hàng tuần và cần vận chuyển các mẫu đến phòng thí nghiệm hóa phân tích. Các nhà nghiên cứu hy vọng sử dụng các thử nghiệm sinh học dựa vào vi khuẩn để quan trắc nước tại chỗ và nhanh chóng. Nhưng đến nay vẫn còn khó khăn khi chế tạo thiết bị có khả năng phân biệt giữa các chất ô nhiễm khác nhau và có thể cần thời gian dài để nghiên cứu. Hiện tại, các nhà khoa học đã phát triển chíp sinh học dùng một lần được ghép vào hệ thống phát hiện thông minh.

 

Dựa vào nghiên cứu trước, Shimshon Belkin thuộc Đại học Hebrew Jerusalem và nhóm nghiên cứu đã chế tạo chíp sinh học nhựa dùng 1 lần có 48 lỗ. Mỗi lỗ chứa một chủng vi khuẩn biến đổi gen được cố định trong thạch. Vi khuẩn chứa một trong 3 đoạn ADN cảm biến mỗi chất ô nhiễm. Các đoạn ADN này được nối với một đoạn ADN khác chứa các gen có thể phát ra tín hiệu phát quang sinh học chỉ khi các gen cảm biến thấy sự hiện diện của một chất ô nhiễm.

 

Trong thiết bị mới, nước chảy qua các lỗ khi thiết bị phát hiện thấy các tín hiệu ánh sáng. Trong thiết bị phát hiện, một photon duy nhất kích thích sự khuyếch đại của tín hiệu nên dễ dàng phát hiện và định lượng. Vì các lỗ chứa 3 chủng vi khuẩn khác nhau, nên các nhà nghiên cứu có thể biết được loại chất ô nhiễm và lượng chất ô nhiễm trong một mẫu nước.

 

Các nhà khoa học đã sử dụng thiết bị để phát hiện ra các chất ô nhiễm ở mức đáp ứng các khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) về liều lượng an toàn tối đa trong nước uống. Thiết bị phát hiện ra asen trong nước ở mức 0,01 mg/lít và antimoni là 0,025 mg/l. Thiết bị còn phát hiện thấy thuốc diệt cỏ và các tác nhân gây đột biến bao gồm mitomycin C. Quá trình phát hiện mất từ 30 phút đến 2 giờ 30 phút.

 

Gerald Thouand thuộc Đại học Nates, Pháp, tác giả nghiên cứu các hệ thống tương tự cho rằng đây là nghiên cứu quan trọng vì thiết bị có thể phát hiện ra các chất ô nhiễm từ hỗn hợp các chất đúng thời hạn xác định. Rào cản lớn là vi khuẩn chắc chắn tạo thành màng sinh học sau vài tuần. Do đó, một mạng lưới các thiết bị loại này sẽ giữ vai trò như hệ thống cảnh báo sớm cho các khu công nghiệp như các nhà máy hóa chất hoặc nhà máy xử lý nước thải khi các chất ô nhiễm gây thiệt hại trên diện rộng.