Umelý nos na báze DNA

Vedci našli spôsob, ako rýchlo identifikovať, ktoré sekvencie DNA sú ideálne na detekciu konkrétneho zápachu a premeniť vysušenú DNA na detektory zápachu. Zatiaľ čo mnohí výskumníci pracujú na elektronickom nose na detekciu toxínov a výbušnín, táto nová platforma by sa mohla použiť na vytvorenie širokej škály senzorov pomocou existujúcich vysokovýkonných zariadení molekulárnej biológie.



Inteligentný sniffer: Cogniscentov elektronický nos (vyššie) teraz používa senzory vyrobené z krátkych sekvencií jednovláknovej DNA, ktoré dokážu odhaliť toxické a výbušné chemikálie vo vzduchu.

ako ďaleko je proxima centauri od našej galaxie

Teraz môžeme urobiť microarray 20 000 senzorov... a vybrať tie senzory, ktoré najlepšie reagujú na pachy, ktoré nás zaujímajú, hovorí vedúci výskumník Joel White z Vedomý , spoločnosť so sídlom v North Grafton, MA, ktorá vyrába zariadenia na detekciu zápachu.





V porovnaní s umelými senzorovými technológiami vyvinutými pre zrak a sluch je naša schopnosť napodobňovať chemické zmysly – čuch a chuť – relatívne primitívna. Na detekciu výbušných materiálov, ako je TNT, vedci zvyčajne navrhujú vysoko špecifické polyméry, ktoré fluoreskujú, keď prídu do kontaktu s cieľovými zlúčeninami. Ale vybudovanie všeobecnejšej platformy elektronického nosa, ktorá by dokázala odhaliť širšiu škálu chemikálií, nebolo možné.

Počas posledného desaťročia White a neurovedec Ján Kauer z Tufts University pracujú na zlepšení svojho patentovaného elektronického nosa, ručného zariadenia, ktoré obsahuje pole 16 typov senzorov vyrobených zo syntetických polymérov. Tieto polyméry sú skrížene reaktívne, takže niekoľko typov senzorov môže zmeniť tvar v reakcii na jeden zápach – dizajn podobný ľudskému nosu. Polyméry sú zafarbené fluorescenčným markerom a ich aktivačné vzory možno monitorovať pomocou optických elektronických senzorov a analyzovať pomocou zabudovaného mikroprocesora. Ale po 10 rokoch tvrdej práce bola dvojica schopná začleniť len asi 50 syntetických polymérov - oveľa menej ako odhadovaných 1 000 senzorov v ľudskom nose, ktoré dokážu reagovať na približne 10 000 rôznych pachov.

Pred niekoľkými rokmi sa duo rozhodlo otestovať DNA – prírodný polymér, ktorý je všadeprítomný v biologických laboratóriách, kde vedci trávia väčšinu svojho času. Keď sme o tom prvýkrát začali hovoriť s ľuďmi, nikto si nepredstavoval, že farbivom značená DNA zaschnutá na substráte bude reagovať na pachy, hovorí White.



Vedci začali svoje experimenty náhodne: zbieraním krátkych kúskov jedno- a dvojvláknovej DNA zo susedných laboratórií v Tufts a skúmaním ich reakcií na niekoľko štandardných zlúčenín. Ich prvé experimenty s farbivom značenou dvojvláknovou DNA im naznačili, že tento prístup by mohol fungovať, ale všetky sekvencie, ktoré skúšali, reagovali na pachy rovnakým spôsobom.

Jednovláknová DNA na druhej strane poskytovala opakovateľné reakcie na pachy a táto reakcia závisela od špecifickej sekvencie štyroch typov nukleotidov, ktoré tvoria genetický kód. S typickou sekvenciou dlhou približne 20 nukleotidov má tím potenciál vytvoriť milióny typov senzorov. V aktuálnom vydaní PLoS biológia , výskumníci opisujú odozvu iba 30 sekvencií, ale White hovorí, že teraz identifikovali stovky užitočných sekvencií DNA, vrátane jednej, ktorá reaguje na parný podpis nášľapných mín obsahujúcich TNT – nezvyčajné zistenie naznačujúce všestrannosť techniky.

mini tetovanie Budhu malé

Alan Gelperin vo Philadelphii Monell Chemical Senses Center víta objav ako významný krok. Celému odboru bráni nedostatok rôznorodej senzorovej technológie, hovorí. Toto je prvý dôkaz toho, že [DNA] by sa dala použiť týmto spôsobom. Od prvého oboznámenia sa s týmto prístupom počas konferencie spolupracoval Gelperin s fyzikom Pennsylvánskej univerzity Charlie Johnson posunúť koncepciu o krok ďalej začlenením elektronického odčítania vyrobeného pomocou uhlíkových nanorúrokových tranzistorov.

White zatiaľ hovorí, že jeho tím začlenil svoje senzory DNA spolu so syntetickými polymérmi do cielených projektov, vrátane jedného zariadenia na detekciu plynného amoniaku, ktoré by bolo užitočné na varovanie pohotovostných pracovníkov pri úniku toxických látok alebo na monitorovanie znečistenia z prevádzky hospodárskych zvierat. Hovorí, že medzi vinármi je dokonca záujem o vývoj zariadenia, ktoré by mohlo pomôcť vyňuchať falošné vína. To bola pre mňa novinka, hovorí White so smiechom.



skryť

Skutočné Technológie

Kategórie

Nezaradené Do Kategórie

Technológie

Biotechnológia

Technická Politika

Zmena Podnebia

Ľudia A Technika

Silicon Valley

Výpočtový

Magazín Mit News

Umela Inteligencia

Priestor

Inteligentné Mestá

Blockchain

Celovečerný Príbeh

Profil Absolventov

Spojenie Absolventov

Funkcia Mit News

1865

Môj Názor

77 Mass Ave

Zoznámte Sa S Autorom

Profily Vo Štedrosti

Videné Na Akademickej Pôde

Listy Absolventov

Správy

Voľby 2020

S Indexom

Pod Kupolou

Požiarna Hadica

Nekonečné Príbehy

Pandemický Technologický Projekt

Od Prezidenta

Titulný Príbeh

Fotogaléria

Odporúčaná