2007年5月11日
在2004年末,桑迪亚国家实验室宣布与Tenix Investments Pty有限公司的多年研究协议，是一个伙伴关系，为国家的水供应提供了更安全的未来的愿景。渴望开发一种用于持续监测用于生物病原体的水的方法，包括生物毒素，细菌，病毒和原生动物。现在，只有两年半进入该项目，桑迪亚研究人员就有一个工作装置，已经证明了最初的梦想是现在的现实。
桑迪亚的无人值勤水传感器(UWS)已经在旧金山湾区的一家大型水务公司成功地进行了一年多的测试，就在最近，它被部署到亚利桑那州的一个市政水站，进行额外的观察和调整。工作人员将对该系统进行定期维护和排除故障，预计这将进一步证明无人值守水监测的可行性。
“初步的研究和开发集中在定义系统，确定其核心能力，并开发一种与我们想要的具体工具进行，”Tenix Investments的工程经理Chris Macintosh表示。“现在达到了这些目标并证明了该技术的能力，下一阶段的设计将是采取这些知识，并开发适合用水行业使用的产品。”Macintosh表示，UWS的其他应用包括监测污染物的农业水，以及提供给体育场和其他场地的水。
Sandia工程师Marci Markel展示了无人看管的水传感器的内部。UWS诊断仪器包由分析仪器、泵、管道和小型储层组成，用于处理微量流体。这项技术很大程度上是基于桑迪亚著名的化学实验室。
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近年来，全国供水中的现场可部署检测技术已成为高度优先事项。“生物监测设备对于评估疑似水安全事件中的污染的类型和程度，”根据国家研究委员会水科技委员会的即将发布的报告。欧洲杯线上买球“更广泛的创新和开发生物制剂的检测技术，包括可部署现场的方法。。。应考虑和评估，“报告断言。
Sandia的UWS（测量14英寸高14英寸宽7英寸深）是由分析仪器，泵，管和小储层组成的盒子，以处理微量液体。桑迪亚研究人员乐意提到的水库作为“果汁棒”，含有化学缓冲液，荧光染料，蛋白质和分离凝胶。基于Sandia的众所周知的Microchemlab技术的这种创新的诊断仪表包安装在供水附近。盒子连接到一个小型淹没的探针，将样品传输到系统中。
在很大程度上由于该装置的标志的自动样品制备，UWS目前能够在短短12分钟内实现样品分析 - 超过30分钟或更短的原始目标的显着改善。
桑迪亚项目的首席工程师布伦特·哈罗德森(Brent Haroldsen)表示，UWS目前能够检测SEB、肉毒杆菌和蓖麻毒素等蛋白质毒素。哈罗德森说，桑迪亚的下一阶段活动将扩大设备的检测能力，包括细菌，如大肠杆菌和原生动物，如隐孢子虫。
“为了检测这些类型的病原体，我们将结合更先进的样品制备技术，我们已经为其他项目开发了这种技术，”Haroldsen说。这就要求我们将细胞溶解或“分解”成单个的蛋白质。检测生物体也需要改进签名识别能力，以适应它们的自然变异。”
桑迪亚研究人员表示，Haroldsen需要配置有机体签名的工作数据库，以便他们准确地区分彼此的签名。他和他的桑迪亚同事正在寻找算法的方法，这将有助于定义UWS将能够实现的特异性。例如，一种这样的方法是贝叶斯方法（贝叶斯分析，根据国际贝叶斯分析社会，是一种众所周知的数据分析方法，在决策框架中投入统计问题）。哈罗德森说，UWS中使用的技术可以明确区分细菌或病毒的类型的类型，“只要我们适当地占他们的自然变异性”。“
桑迪亚大学的分析化学家维多利亚·范德努特(Victoria VanderNoot)是UWS项目的首席科学家，她还指出，使用蛋白质来区分生物的成本节约优势。她指出:“这让我们不必使用昂贵的引物或抗体，而聚合酶链反应(PCR)或免疫分析等其他技术都需要这些。”
Haroldsen说，确保用于开发这种原型的组件的可靠性 - 这是一个小而复杂的 - 是他和他的同事所接受的狂欢的挑战。桑迪亚发明了许多组件，例如微流体配件，歧管和互连的套件，因为没有商业产品可再现地处理略微的液体。
预计UWS将在亚利桑那州至少进行三个月。Sandia and its partners would then like to bring the system to an Environmental Protection Agency facility or the U.S. Army’s Edgewood Chemical Biological Center, where it can be tested in a real-world environment that includes analysis on bona fide toxic agents situated in authentic water supply conditions. Currently, analysis is conducted in both situations individually (i.e., in a laboratory setting at Sandia or in water supply facilities in Arizona or the Bay Area), but not simultaneously.
哈罗德森说:“我们已经取得了很好的进展，证明了这个概念是可行的。”“我们为我们所取得的成就感到骄傲。”