全球对植物性食品的需求不断增加，因此必须使用农药来保护作物免受害虫侵害并确保作物产量。然而，有一个主要的缺点：在过去，杀虫剂的广泛使用导致了昆虫种群的大量减少。野生蜜蜂对授粉做出了重大贡献，因此对农业产量至关重要，其数量的减少尤其令人担忧。

　　为了解决这个难题，弗劳恩霍夫电子微系统和固态技术研究所（简称EMFT）的科学家们正致力于开发新型传感器，作为?kotox研究项目的一部分。这些传感器旨在帮助在新的植物保护产品的早期开发阶段识别“蜜蜂敌对”物质。

　　Joachim Wegener教授说：“我们的目标是让这些传感器在几小时内显示对昆虫的有害影响，同时允许并行测试许多物质，从而节省时间和金钱。”Wegener是Fraunhofer“基于细胞的传感器技术”部门的负责人，该部门位于雷根斯堡大学（UR）校园内，与大学的分析化学，化学和生物传感器研究所密切相关。

　　新方法的基本概念是基于使用昆虫细胞作为传感器。这些细胞具有各自昆虫的典型代谢，当暴露于生物活性物质时，可以指示任何有害影响。韦格纳解释说：“这些细胞被转移到底部装有微电极的实验室培养皿中。”在这些所谓的多电极阵列中，细胞对交流电的电阻（阻抗）是实时确定的，并报告对细胞的有害影响。

　　该方法可作为常规生物分析试验的补充，用于测定分离活性成分的毒性浓度。然而，农药通常含有大量的添加剂，这些添加剂往往会导致意想不到的毒性作用。利用昆虫细胞传感器，可以在一次实验中测试整个混合物的效果。这使得新配方的生物效应能够被快速识别。

　　这些细胞是在实验室培养的。它们直接冷冻在多电极阵列的孔中，并在低温下储存。现在，这些细胞可以根据需要解冻，并在几分钟内准备好进行测试，甚至可以直接在现场进行测试，而不需要细胞培养实验室。这使得在进行测试之前很久就可以进行大批量传感器细胞的制备，既省时又经济。

　　到目前为止，已经使用这种传感器技术测试了五种不同的杀虫剂的急性细胞毒性。该项目的负责人Stefanie Michaelis说：“研究结果表明，一些出售给家庭使用的农药的毒性浓度远远低于推荐的使用浓度。”

　　为了使传感器负载电极阵列的应用自动化，弗劳恩霍夫EMFT的研究小组开发了一种演示设备，可以除霜细胞并添加样品。“该设备可以精确地给药，并消除任何交叉污染，”计划和设计原型的克里斯蒂安·霍赫赖特解释说。

　　昆虫细胞的结果在多大程度上反映了对活昆虫的影响，将是进一步研究的主题。

　　除了检测急性杀虫效果外，相同的传感器原理将用于研究各种细胞功能（表型），并使将来能够同时研究来自不同昆虫物种的细胞。韦格纳说：“我们的目标是建立一个全面的物质影响概况，超越它们对单一物种的纯粹急性毒性。”

　　研究结果发表在《应用研究》杂志上。