北半球正值酷暑，来一颗清凉酸甜的红番茄最是消暑解渴。不管是生吃、凉拌，还是炒鸡蛋、炖牛腩，番茄早已是广大人民群众餐桌上不可缺少的美味。不过就像人一样，番茄也可能生病，其中晚疫病是最为严重的番茄感染病之一。
感染晚疫病的番茄叶（左）、茎（中）、果（右）（图片来源：Wikipedia）
最近，来自北卡罗来纳州立大学的魏青山研究团队发明了一种可联合智能手机的金纳米传感器，用于早期检测感染了晚疫病的番茄，及时控制疫情的发展。
晚疫病由名为致病疫霉（Phytophthora infestans）的微生物引起，这种病菌会快速侵染番茄和马铃薯植株。感染晚疫病的番茄叶片会从中心区域变得枯黄，甚至变黑，茎变细，一些区域呈黑褐色，患病植株容易折断倒伏，湿度大时病变部位表面还会生出白色霉斑，番茄果实同样可能遭受感染，被感染的黑褐色部位逐渐枯萎腐烂。不及时治理的话，番茄会在几天内死亡。
目前，农民伯伯对付晚疫病的方法主要是观察和药物治疗。连续的阴雨天气十分容易造成致病疫霉快速生长，农民伯伯要及时喷洒农药，做好预防。一旦发现病株，则需要将整块农田喷药，并将感染的枝叶果实等带出田地，及时销毁。
新技术：看颜色，找病株
鉴于晚疫病初期症状不明显、起病较快、扩散迅速等特点，早发现早治疗是对付它的最佳方案，而且能最大程度地减少损失。
那么，魏青山研究团队发明的装置有什么独到之处呢？该装置由智能手机、外置镜头、扩散室和挥发性有机化合物（VOC）传感器三部分组成。其中，VOC传感器是整个装置的核心部件，简单地说，VOC金纳米传感器是利用金纳米颗粒与特定种类的气体有机化合物反应，产生颜色变化，以检测气体分子的浓度。通过一个简易的气体收集装置，研究人员检测了健康番茄叶和不同感染时间的番茄叶的(E)-2-乙烯醛水平。
结果表明，随着感染时间变长，番茄叶产生的(E)-2-乙烯醛明显增多。分析VOC金纳米传感器的检测数据，我们能够很容易地将感染第二天的番茄叶与健康或感染第一天的番茄叶区分开。也就是说，利用这种传感器，农民伯伯能够在感染发生的第二天就发现致病菌，此时的叶片外观看起来很可能还是正常的，这也真正做到“早发现、早治疗”。
通过与PCR技术对比的盲测，智能手机VOC传感器检测病疫霉感染的准确率高达95%以上，足见其可靠性和灵敏性。
未来能及时诊断的，也许不止番茄晚疫病。除了性能优越，这种基于智能手机的传感器使用起来也很简单。带有摄像功能的智能手机即便在欠发达的农业地区也很普及，仅需将体积小巧的外置镜头和传感器与手机组合，样本收集20分钟以上便能开始检测，通过手机APP（正在开发）进行简单的光谱学分析就能给出结果。整套装置的成本也较低，不需要任何昂贵的耗材或仪器，3节干电池便可以驱动。
未来，这种传感器也可以大规模安装在田间，实现远程实时监控。除了直接的经济效益，晚疫病的及早诊断也能够减少农药喷洒的面积和用量，其间接促成的经济效益和环境效益也非常可观。