研究人员将特殊的纳米颗粒嵌入到豆瓣菜植物中，使植物可以持续约4小时发出微弱的光线。通过进一步优化，研究人员相信这种植物未来将足以照亮整个办公区域。
这项研究的论文发表于《Nano Letters》杂志，麻省理工学院的博士后 Seon-Yeong Kwak 是这篇论文的领导作者。
论文的高级作者之一 Michael Strano 表示，他们的愿景就是让植物可以像台灯一样工作，这样一盏灯无需插入电源插座，而是通过植物自身的能量代谢提供电力。
为了打造发光植物，MIT 团队借助了荧光素酶（luciferase），这种酶使得萤火虫闪闪发光。荧光素酶作用于一种称为荧光素（luciferin）的分子，让它发光。另外一种分子称为辅酶（coenzyme）A，它对于去除抑制荧光素酶反应副产品的工艺有帮助。
研究团队将这三种成分分别放进不同的纳米颗粒载体中。纳米颗粒全部由美国食品与药物管理局归类为“通常认为是安全的”的材料制成。这些纳米颗粒帮助每种成分到达植物的适当部分，也能防止成分达到可能对植物有毒的浓度。
研究人员使用直径为10纳米的二氧化硅纳米颗粒携带荧光素酶，另外分别地使用更大的PLGA聚合物颗粒和几丁聚糖（chitosan ）携带荧光素和辅酶A。为了让颗粒能够进入植物叶子，首先研究人员将颗粒悬浮于溶液中，再让植物浸入溶液中，然后接受高压处理，使得颗粒通过小孔也称为“气孔”进入叶子中。
释放荧光素和辅酶A的颗粒聚集于叶肉细胞外间隙，即叶子的内层。而更小的颗粒携带荧光素酶进入组成叶肉的细胞。PLGA 颗粒逐渐释放出荧光素，然后荧光素进入植物细胞，在那里荧光素酶会进行化学反应，让荧光素发光。
在项目开始的时候，研究人员的早期工作致力于生产出可发光45分钟的植物，现在他们将这一时间提升至3.5小时。一株10厘米的豆瓣菜幼苗产生的光线，目前只达到阅读所需的光线量的千分之一。但是，研究人员相信通过进一步优化成分的浓度和释放率，他们可以增强发光效果及持久度。
之前，创建发光植物的工作主要依靠于基因工程植物来表达荧光素酶基因，但是这是一个费力的过程，而且制造出的光线极其微弱。这些研究主要对象是烟草植物和拟南芥，通常用于植物基因研究。然而，Strano 的实验室开发出的方法可用于任何植物。目前，除了豆瓣菜，他们还通过芝麻菜、羽衣甘蓝、菠菜展示了这项技术。
此外研究人员还展示了，他们通过添加携带萤光素酶抑制剂的纳米颗粒，将灯关闭。这使得他们最终培育出的植物可根据环境条件，例如阳光，停止发光。
价值
据研究成员称，这项技术也用于低强度的室内照明，或者将树变成自供电的街灯。
Strano 表示，他们的目标是当植物处于幼苗或者成熟时进行特殊处理，并在植物的生命周期持续起作用。通过认真仔细研究，未来他们将开辟一条途径，让树经过处理后直接用于家居照明。
未来
未来，研究人员希望在这一技术的基础上，开发出一种将纳米颗粒油漆或喷涂到植物叶子上的方法，这样可以将树和其他大型植物转变为光源。
来源：北青网
