טיהור שפכים הוא תהליך של הרחקת חומרים מזהמים, כימיקלים וחיידקים המסוכנים לבני אדם ממי הביוב, במטרה להפוך אותם למי קולחין, בהם ניתן לבצע שימוש חוזר בחקלאות או הזרמה לנחלים. טיהור מי שפכים הוא תהליך חשוב והכרחי, כיוון שגם אם אין כוונה לבצע במים שימוש חוזר, רצוי להימנע מחדירה של החומרים המזיקים לסביבה או למי התהום. הואיל ודוגמאות סביבתיות, דוגמת מי שפכים (אבל גם מי ים, קרקע ואוויר), מכילות בדרך כלל מספר עצום של מרכיבים, האנליזה הכימית שלהן היא מסובכת, יקרה וממושכת – ולעיתים קרובות לא יעילה. עקרונית, אפשר לייעל בהרבה את האנליזה אם נתמקד רק במרכיבים הרעילים של הדוגמה.
קבוצתו של פרופ' שמשון בלקין, מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה במכון למדעי החיים באוניברסיטה העברית, בשיתוף חוקרים מהמכון הפדרלי להידרולוגיה בגרמניה, פיתחו סדרת חיישנים תאיים לגילוי שתי קבוצות מזהמים סביבתיים - חומרים משבשי פעילות הורמונלית וחומרים הפוגעים בחומר הגנטי של התא, והדגימו בעזרתם גילוי חומרים משתי הקבוצות בדוגמאות שפכים לפני ואחרי טיפול.
שימוש במבחנים ביולוגיים על דוגמאות סביבתיות, מאפשר לבודד רק את המרכיבים הרעילים של הדוגמה מתוך כלל מרכיביה על ידי בחינת פעילותה הביולוגית, ללא אנליזה מדוקדקת של ההרכב הכימי שלה. שמשון בלקין: "מערכות הטיפול המקובלות בשפכים מרחיקות חלק משמעותי מהמזהמים, אבל לא את כולם, ושרידי חומרים כאלה מוצאים את דרכם לסביבה. לשיטות ניטור ביולוגיות (ששואלות את השאלה "מה ההשפעה הביולוגית של הדוגמה" ולא רק "מה ההרכב הכימי של הדוגמה") יש חשיבות רבה בגילוי חומרים אלה ובהערכת הסיכון שבהם".
השיטה שפיתחו החוקרים היא שילוב של שתי גישות מחקריות ומבוצעת בשני שלבים פשוטים. בשלב ראשון מופרדת הדוגמה למרכיביה על גבי לוח זכוכית מצופה סיליקה (כרומטוגרפיית שכבה דקה, TLC). בשלב השני מרוסס הלוח בתרבית מיקרואורגניזמים (חיידקים, אצות או שמרים), שהונדסו גנטית לייצר אות אופטי בנוכחות חומרים בעלי פעילות ביולוגית מזיקה, למשל פגיעה בפעילות ההורמונלית או ב-DNA. אחרי מספר שעות, "כתמים" בעלי פעילות מזיקה ייבדלו משאר מרכיבי הדוגמה על ידי זה שהם יצבעו בצבע שונה או, למשל, יזרחו באור כחול.
פרופ' בלקין על חשיבות המחקר: "למחקרים מסוג זה יש חשיבות בהרחבת מאגר השיטות בהן ניתן להשתמש כדי לנטר נוכחותם של חומרים רעילים בסביבה", מסביר פרופ' בלקין. "בגרמניה שיטות דומות לאלה נמצאות כבר בשימוש שוטף, ואחרות נמצאות בבדיקה כדי לשלבן בתקנות איכות סביבה".
המחקר פורסם בכתב העת Ecotoxicology and Environmental Safety ומומן על ידי מענק למחקר בטכנולוגיית מים המשותף למשרד המדע והטכנולוגיה בישראל עם המיניסטריון הפדרלי הגרמני לחינוך ולמחקר (BMBF).