Elektronisk næse ude foran

Kemiske sensorer er overordentlig gode til at detektere et enkelt stof eller en klasse kemikalier, selv ved meget sjældne koncentrationer. Biologiske næser, imidlertid, er langt mere alsidige og i stand til at diskriminere subtile tegn, der ville forvirre deres konstruerede kolleger. Desværre, selv højtuddannede næser efterlader en vis tvetydighed ved videresendelse af et signal og er ikke særlig velegnede til arbejde i specialiserede situationer som operationsstuer. En ny DNA-baseret kemisk sensor ser ud til at være både ekstremt følsom og kræsentlig, gør det til et vigtigt skridt på vejen til en elektronisk næse.

Et team af forskere rapporterer i et papir offentliggjort i American Institute of Physics 'journal AIP forskud at specielt skræddersyede DNA -strenge, der er knyttet til kulstofnanorør, kan se forskel på meget lignende molekyler, selv dem, der har en identisk kemisk makeup. "Vi forsøger at udvikle dette til et elektronisk næsesystem, "siger A.T. Charlie Johnson, en fysiker ved University of Pennsylvania og studere medforfatter. "Vi brugte dette system til at skelne mellem optiske isomerer, molekyler, der er næsten identiske, bortset fra at man strukturelt er vendt - et spejlbillede. "

Systemet fungerer ved at fiksere DNA -strenge på carbon nanorør, som er fremragende elektriske ledere. DNA-strengene er blevet finjusteret til at reagere på bestemte kemikalier, så når tråde kommer i kontakt med et målkemikalie - selv ved meget lave koncentrationer - producerer det et målbart elektrisk signal langs nanorøret. Sensorerne var i stand til at kontrollere for molekyler, der adskiller sig med så lidt som et carbonatom. Selvom forskerne ikke er de første til at observere denne effekt, de har opnået et hidtil uset differentieringsniveau for en helelektronisk kemisk detektor. "Det, jeg fokuserer på, er størrelsen på forskellen i signalet, "siger Johnson.

Forskerne er derefter interesseret i at skabe noget, der ligner en egentlig elektronisk næse bestående af mange individuelle DNA-baserede sensorer, der udfører den samme rolle som en olfaktorisk receptor. Målet er at have et system, der er meget alsidigt og følsomt med applikationer i stor skala. For eksempel, den kemiske dimethylsulfon er forbundet med hudkræft. Den menneskelige næse kan ikke opdage denne flygtige, men den kan detekteres med den nye sensor i koncentrationer helt ned til 25 dele pr. Milliard.