весьма неплохо справляются с обнаружением конкретных веществ или класса определённых соединений, присутствующих в остаточных количествах. Однако «биологические» носы куда более универсальны, поскольку способны различать даже лёгкие намёки на присутствие какого-то компонента в смеси, которые поставили бы в тупик их «искусственно спроектированные» аналоги.
Новый химический сенсор, основанный на использовании молекул ДНК, демонстрирует как экстремально высокую чувствительность, так и способность к распознаванию близких по строению веществ. Быть может, уже пора говорить о полностью электронном носе?
Схема биосенсора, состоящего из углеродной нанотрубки между двух золотых контактов и привязанных к ней нитей ДНК. Анализируемое вещество показано зелёным. (Иллюстрация A. T. Charlie Johnson / University of Pennsylvania.)
Группа американских учёных опубликовала статью в журнале , посвящённую углеродным нанотрубкам, модифицированным с помощью специально подобранных молекул ДНК, которые в состоянии найти разницу между очень похожими молекулами даже тогда, когда те имеют идентичный набор декорирующих ядро заместителей. Это касается даже такого типа различия, как оптическая изомерия, когда две молекулы являются зеркальным отображением друг друга.
Создание нового электронного сенсора начинается с привязывания молекул ДНК к углеродным нанотрубкам, которые прекрасно проводят электрический ток. При этом сами ДНК-нити предварительно модифицируются таким образом, чтобы готовый датчик реагировал на присутствие только определённых химикатов. Таким образом, когда молекулы ДНК вступают в интимный контакт со своим целевым химикатом, они порождают измеряемый электрический сигнал, распространяющийся вдоль нанотрубок. Созданные по такой технологии сенсоры смогли разделить молекулы, отличающиеся всего одним углеродным атомом. И хотя подобные исследования уже проводились, только сейчас учёным удалось достичь беспрецедентного уровня дифференциации молекул для полностью электронных химических детекторов.
Теперь, после первого успеха, исследователи намерены создать нечто подобное настоящему электронному носу, который состоит из множества индивидуальных сенсоров на основе ДНК-технологии, выполняющих роль обонятельных рецепторов. Конечная цель работы — получение высокоуниверсальной чувствительной системы, используемой в максимально широком спектре практических приложений. К примеру, широко применяемое в промышленности в качестве растворителя химическое вещество , по-видимому, является причиной возникновения рака кожи. Человеческий нос не в состоянии обнаружить его, а для нового сенсора это не представляет никакой сложности. Электронный детектор фиксирует диметилсульфон при его содержании в воздухе от 25 ppb (частей на миллиард).
Электронный нос, без сомнения, пригодится там, где производят парфюмерную и ароматическую продукцию; не помешает он и в пищепроме. От такого прибора вряд ли откажутся занимающиеся поиском наркотических, отравляющих или взрывоопасных веществ правоохранители (он всяко лучше крайне дорогих в обучении и содержании собачек). И так далее и тому подобное... По-настоящему полезное изобретение!
Комментариев нет:
Отправить комментарий