Chemische sensoren zijn buitengewoon goed in het detecteren van een enkele stof of een klasse chemicaliën, zelfs bij zeer ijle concentraties. biologische neuzen, echter, zijn veel veelzijdiger en in staat om subtiele signalen te onderscheiden die hun geconstrueerde tegenhangers zouden verwarren. Helaas, zelfs hoogopgeleide neuzen laten een zekere ambiguïteit achter bij het doorgeven van een signaal en zijn niet bijzonder geschikt voor werk in gespecialiseerde situaties zoals operatiekamers. Een nieuwe op DNA gebaseerde chemische sensor lijkt zowel extreem gevoelig als veeleisend, waardoor het een belangrijke stap is op weg naar een volledig elektronische neus.

Een team van onderzoekers rapporteert in een paper gepubliceerd in het tijdschrift van het American Institute of Physics AIP-vooruitgang dat speciaal op maat gemaakte DNA-strengen bevestigd aan koolstofnanobuisjes het verschil kunnen zien tussen zeer vergelijkbare moleculen, zelfs degenen die een identieke chemische samenstelling hebben. "We proberen dit te ontwikkelen tot een elektronisch neussysteem, " zegt A.T. Charlie Johnson, een natuurkundige aan de Universiteit van Pennsylvania en co-auteur van de studie. "We gebruikten dit systeem om onderscheid te maken tussen optische isomeren, moleculen die bijna identiek zijn, behalve dat één structureel omgekeerd is - een spiegelbeeld."

Het systeem werkt door DNA-strengen aan koolstofnanobuisjes te bevestigen, die uitstekende elektrische geleiders zijn. De DNA-strengen zijn verfijnd om te reageren op bepaalde chemicaliën, dus wanneer strengen in contact komen met een doelstof - zelfs bij zeer lage concentraties - produceert het een meetbaar elektrisch signaal langs de nanobuis. De sensoren waren in staat om te controleren op moleculen die slechts één koolstofatoom van elkaar verschillen. Hoewel de onderzoekers niet de eersten zijn die dit effect waarnemen, ze hebben een ongekend niveau van differentiatie bereikt voor een volledig elektronische chemische detector. "Waar ik me op concentreer, is de grootte van het verschil in het signaal, " zegt Johnson.

De onderzoekers zijn vervolgens geïnteresseerd in het creëren van iets dat lijkt op een echte elektronische neus, bestaande uit vele individuele op DNA gebaseerde sensoren die dezelfde rol vervullen als een olfactorische receptor. Het doel is om een ​​systeem te hebben dat zeer veelzijdig en gevoelig is voor grootschalige toepassingen. Bijvoorbeeld, de chemische stof dimethylsulfon wordt in verband gebracht met huidkanker. De menselijke neus kan deze vluchtige stof niet detecteren, maar het zou met de nieuwe sensor kunnen worden gedetecteerd bij concentraties van slechts 25 delen per miljard.