制作最小可行产品(MVP)

描述

随着人口的增加和全球工业化的发展，我们正在为了经济增长而危害环境安全。在快速的城市工业化和技术革命的背后，人类活动排放了大量的工业废物和污染物，不仅降低了环境质量，而且使世界走上了灾难性和不可逆转的气候变化的道路，正如政府间委员会最近报告的那样气候变化 (IPCC) (1)。因此，要实现环境友好和可持续发展，持续监测和分析包括土壤、水和空气在内的环境质量数据至关重要。

然而，我们目前评估环境质量的方式存在巨大不足：用于衡量室内空气和城市空气质量的指标有限，只有少数举措可用于衡量地方层面的剂量反应；由于地处偏远，区域水质数据收集极具挑战性；由于技术问题，土地和土壤退化的大规模测量不充分 (2)。环境监测的挑战在发展中国家更加严峻，那里的基础设施、可达性和科学能力都极为有限。

低成本和高性能电子设备推动了传感器技术的最新进展。然而，目前的环境传感器存在一些关键瓶颈：商用传感器大多局限于温度、湿度、颗粒物（PM）和二氧化碳传感，其中分子检测几乎不可能。为了在分子水平上进行彻底和详细的检测，需要对环境样本进行包装、维护、交付和处理，然后才能由熟练的技术人员在配备齐全的实验室环境中进行分析。这表明当前环境监测系统存在巨大差距。为此，我们创造了一种低成本的传感设备，它便携、易于使用，能够实时、高选择性地检测污染物。

考虑到上述情况，我们已经为概念验证目的制作了最小可行产品 (MVP)。通过使用低成本荧光计、信号处理单元和 3D 打印成像室，我们可以检测绿色荧光蛋白信号并获得可观的增益。我们的 MVP 的测量能力可与传统上用于类似目的但仅在受控实验室环境下使用的高端读板机相媲美。

(1) IPCC – SR15。（访问时间：2018 年 10 月 19 日）

(2) Ruta, G.监测环境可持续性：趋势、挑战和前进方向。（世界银行，2010）。土井：10.1596/27445