Para peneliti membuat sensor penciuman biohibrid yang sangat sensitif
Engine

Para peneliti membuat sensor penciuman biohibrid yang sangat sensitif


Diagram skematik yang menunjukkan jaringan tabung dan saluran yang membentuk sensor VOC. Kredit: © 2020 AAAS / Takeuchi et al.

Indera penciuman yang tajam adalah kemampuan kuat yang dimiliki oleh banyak organisme. Namun, terbukti sulit untuk ditiru dengan cara artifisial. Peneliti menggabungkan elemen biologis dan rekayasa untuk menciptakan apa yang dikenal sebagai komponen biohibrid. Sensor senyawa organik yang mudah menguap dapat secara efektif mendeteksi bau dalam bentuk gas. Mereka berharap dapat menyempurnakan konsep untuk digunakan dalam diagnosis medis dan deteksi bahan berbahaya.

Perangkat elektronik seperti kamera, mikrofon, dan sensor tekanan memungkinkan mesin merasakan dan mengukur lingkungannya secara optik, akustik, dan fisik. Indra penciuman kita, meskipun merupakan salah satu indera alam yang paling utama, telah terbukti sangat sulit untuk ditiru secara artifisial. Evolusi telah menyempurnakan pengertian ini selama jutaan tahun dan para peneliti bekerja keras untuk mengejar ketinggalan.

“Bau, tanda kimiawi yang terbawa udara, dapat membawa informasi berguna tentang lingkungan atau sampel yang sedang diselidiki. Namun, informasi ini tidak dimanfaatkan dengan baik karena kurangnya sensor dengan sensitivitas dan selektivitas yang memadai,” kata Profesor Shoji Takeuchi dari Laboratorium Sistem Biohybrid di Universitas Tokyo. “Di sisi lain, organisme biologis menggunakan informasi bau dengan sangat efisien. Jadi kami memutuskan untuk menggabungkan sensor biologis yang ada secara langsung dengan sistem buatan untuk membuat sensor senyawa organik volatil (VOC) yang sangat sensitif. Kami menyebutnya sensor biohibrid.”

Takeuchi dan timnya pada dasarnya mencangkokkan satu set reseptor penciuman dari serangga ke perangkat yang memberi makan bau tertentu ke reseptor dan juga membaca bagaimana reseptor merespons bau ini. Analisis sinyal listrik dari reseptor olfaktorius menunjukkan molekul apa yang memicu sinyal tersebut. Metode ini menghasilkan kepekaan yang tinggi dan dimungkinkan berkat cara reseptor terikat secara fisik dalam lapisan ganda lipid. Dalam percobaan sebelumnya, metode seperti itu telah membatasi cara pengiriman bau ke reseptor, tetapi tim juga menciptakan solusi yang efisien untuk masalah ini.

Indera penciuman yang tajam adalah kemampuan kuat yang dimiliki oleh banyak organisme. Namun, terbukti sulit untuk ditiru dengan cara artifisial. Peneliti menggabungkan elemen biologis dan rekayasa untuk menciptakan apa yang dikenal sebagai komponen biohibrid. Sensor senyawa organik yang mudah menguap dapat secara efektif mendeteksi bau dalam bentuk gas. Mereka berharap dapat menyempurnakan konsep untuk digunakan dalam diagnosis medis dan deteksi bahan berbahaya. Kredit: © 2020 AAAS / Takeuchi et al.

“Reseptor bereaksi terhadap molekul dalam tetesan cairan, jadi salah satu tantangan utama adalah membuat perangkat untuk mentransplantasikan molekul dari udara ke dalam tetesan ini,” kata Takeuchi. “Kami merancang dan membuat celah skala mikro di bawah tempat tetesan lewat untuk memaksa pertukaran molekul ini. Dengan memasukkan gas ke dalam cahaya mikro, kami dapat meningkatkan kemungkinan kontak antara gas dan tetesan dan mentransfer molekul target ke fluida secara efisien. . “

Dengan sistem ini, para peneliti dapat mendeteksi jejak zat kimia oktenol, yang juga disebut alkohol jamur, yang diketahui dapat menarik nyamuk, dalam napas subjek uji. Tidak hanya itu, sensor VOC dapat mendeteksi konsentrasi pada urutan bagian per miliar. Ini kira-kira seribu kali lebih kecil dari sensitivitas hidung anjing, tetapi ini merupakan pencapaian yang mengesankan dan telah menginspirasi tim untuk terus berinovasi.

Bagaimana bau komputer Anda?

Foto dari sensor VOC dan salah satu perangkat pertukaran molekul dari dekat. Kredit: © 2020 AAAS / Takeuchi et al.

“Saya ingin memperluas sisi analitis dari sistem dengan menggunakan sejenis AI. Ini dapat memungkinkan sensor biohibrid kami mendeteksi jenis molekul yang lebih kompleks,” kata Takeuchi. “Perbaikan semacam itu mungkin membantu dalam tujuan kami untuk tidak hanya mengukur bahan berbahaya dan bahaya lingkungan tetapi bahkan mungkin tahap awal penyakit dari nafas pasien dan bau badan.”


Respon hidung terhadap bau lebih dari sekedar jumlah bagian yang sederhana


Informasi lebih lanjut:
T. Yamada el al. Detektor VOC yang sangat sensitif menggunakan reseptor penciuman serangga yang disusun kembali menjadi lapisan ganda lipid. Kemajuan Sains (2021). advances.sciencemag.org/lookup… .1126 / sciadv.abd2013

Disediakan oleh University of Tokyo

Kutipan: Peneliti membuat sensor penciuman biohibrid yang sangat sensitif (2021, 13 Januari) yang diambil pada 13 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-highly-sensitive-biohybrid-olfactory-sensor.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Lagu togel