Onderzoekers van de School of Science van IUPUI hebben ontdekt dat slagvliegen kunnen worden gebruikt als chemische sensoren, met een bijzondere focus op de detectie van chemische oorlogsmiddelen.

Ondanks wijdverbreide verboden zijn chemische wapens ingezet in recente conflicten, zoals de Syrische burgeroorlog, en sommige deskundigen vrezen dat ze kunnen worden gebruikt in de oorlog in Oekraïne. Een IUPUI-onderzoek toont aan dat slagvliegen kunnen worden gebruikt als een veiliger alternatief voor het onderzoeken van het gebruik van deze wapens - evenals andere chemicaliën in het milieu - om mensen uit potentieel gevaarlijke situaties te houden.

Het werk verschijnt in het tijdschrift Environmental Science and Technology . Het onderzoek werd gefinancierd door een subsidie ​​van het Amerikaanse Defense Advanced Research Projects Agency.

"Blaasvliegen zijn alomtegenwoordig en ze zijn zeer bedreven in het bemonsteren van de omgeving om ons heen", zegt Christine Picard, universitair hoofddocent biologie en directeur van het Forensic and Investigative Sciences-programma in de School of Science van IUPUI. "Ze zullen door de omgeving vliegen, het proeven, en die informatie wordt opgeslagen in hun ingewanden. Door een reeks experimenten konden we kijken hoe verschillende omgevingsfactoren hun detectie van chemische wapensimulanten zouden beïnvloeden."

Het team van studenten dat de experimenten uitvoerde met behulp van een chemische wapensimulant, werd geleid door Nick Manicke, universitair hoofddocent scheikunde en chemische biologie en forensische en onderzoekswetenschappen bij IUPUI. Een chemische wapensimulant heeft kenmerken van echte chemische oorlogsmiddelen, maar is niet giftig voor mensen, evenals pesticiden, die chemisch vergelijkbaar zijn met chemische oorlogsmiddelen in termen van het gedrag van hun moleculen.

"We gebruikten een massaspectrometer om te bepalen welke chemicaliën zich in de ingewanden van de blaasvliegen bevonden," zei Manicke. "We waren in staat om de simulanten van chemische oorlogsvoering te detecteren, en ook enkele dingen waarin chemische agentia worden afgebroken als ze eenmaal in de omgeving zijn. Als een vlieg een waterbron zou tegenkomen, met een chemisch agens gehydrolyseerd in de water, zouden we dat in de lucht vinden."

Hoewel middelen voor chemische oorlogsvoering niet lang in het milieu blijven bestaan, ontdekten de onderzoekers dat ze goed genoeg in de ingewanden van de vlieg worden bewaard voor chemische analyse. Ze waren ook in staat om de simulanten van chemische oorlogsvoering tot 14 dagen na de eerste blootstelling van een vlieg te detecteren, wat een veiliger alternatief voor het verzamelen van monsters illustreert, zonder mensenlevens in gevaar te brengen.

"Als een gebied te gevaarlijk, te afgelegen of in een gebied met beperkte toegang is - of als je gewoon heimelijk monsters wilt verzamelen - dan hoef je alleen maar wat aas te doven en de vliegen zullen naar het aas komen," zei Manicke. "We kunnen grote gebieden scannen door de vliegen in een val te lokken en te analyseren wat er in hun ingewanden zit."

Dit onderzoek heeft ook belangrijke toepassingen voor milieuwetenschappers die willen begrijpen hoe verontreinigende stoffen, zoals pesticiden, zich door het milieu verplaatsen.

"Dankzij de samenwerking tussen Dr. Manicke en Dr. Picard waren we in staat om aan een project te werken met het potentieel om een ​​directe impact te hebben", zegt Sarah Dowling, een Ph.D. student die co-auteur was van het onderzoek. "Het geeft voldoening om te weten dat het werk dat we tijdens dit project hebben gedaan de veiligheid kan verbeteren van strijders en anderen die omgaan met chemicaliën in het milieu."

Vervolgens zijn de onderzoekers van plan om wat ze van deze studie hebben geleerd toe te passen op een nieuw tweejarig project dat wordt gefinancierd door het Army Research Office on Environmental Chemistry. Dit werk zal zich concentreren op de detectie van moleculen van 'ongevoelige munitie', een nieuw type explosieve verbindingen die minder snel per ongeluk ontploffen. Hierdoor hebben ze echter de neiging om meer in het milieu af te zetten.

Met behulp van slagvliegen uit afgelegen of gevaarlijke gebieden gaan Manicke en Picard op zoek naar sporen van ongevoelige munitieverbindingen in de vliegen, wat wijst op milieuverontreiniging. + Verder verkennen

Studie vindt ontbrekende schakel tussen slagvliegen en mogelijke overdracht van ziekteverwekkers