Израильские ученые разработали "электронный нос" для диагностики заболеваний и анализа ароматов

Ученые из Еврейского университета Иерусалима создали газовый сенсор, способный распознавать зеркальные версии одних и тех же молекул запаха. Этот датчик может помочь в диагностике заболеваний.

Различение зеркальных молекул – серьезный вызов для настоящего "электронного носа". Терпены – летучие вещества, отвечающие за запахи растений. Одна зеркальная форма такого терпена как лимонен пахнет апельсином, другая – лимоном. А зеркальные формы карвона пахнут тмином или мятой. Сенсор, который не различает эти формы, не может считаться полноценным аналогом обоняния. Но химический состав молекул совпадает, поэтому их так трудно различить.

Ученые покрыли углеродные нанотрубки специально синтезированными рецепторами на основе сахаров. Эти рецепторы создают точную химическую архитектуру, позволяющую улавливать молекулы даже при ничтожной концентрации и различать их зеркальные формы. Используя компьютерное моделирование, ученые показали, что зеркальные молекулы по-разному взаимодействуют с покрытой сахаром поверхностью нанотрубки, влияя на движение электронов и создавая различимый электрохимический сигнал. Работа опубликована в журнале Chemistry-A European Journal.

В экспериментах сенсоры четко распознавали зеркальные версии лимонена и карвона. Система обнаруживала лимонен при концентрации 1,5 части на миллион. Это в десять раз лучше существующих аналогов.

Ученые подчеркивают, что разработка важна для медицинской диагностики. В воздухе, выдыхаемом пациентом, присутствуют специфические зеркальные маркеры заболеваний. В будущем массивы таких сенсоров могут стать основой полноценных "электронных носов" для неинвазивной диагностики заболеваний по дыханию и мониторинга течения болезней. Они могут использоваться и для контроля качества пищевых продуктов.