Электронный нос расскажет о чувстве запаха

Исследователи из Кореи скомбинировали человеческие рецепторы запаха с нанотехнологией, получив «биоэлектронный нос», который, как они надеются, сможет помочь в понимании природы человеческого чувства запаха.

Обонятельные рецепторы человека связаны с проводящей полимерной нанотрубкой, расположенной между двумя электродами. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2009. DOI: 10.1002/anie.200805171)

Тай Хюн Парк (Tai Hyun Park) из Национального Университета Сеула смог расположить белки – обонятельные рецепторы человека [human olfactory receptor (hOR)] на нанотрубках из проводящего полимера. Из нанотрубок построили микросхему – полевой транзистор, такая схема позволила наблюдать изменения силы электрического тока, возникающего при связывании «пахнущих» молекул с белками-рецепторами.

Парк отмечает, что система очень хорошо различает запахи. Белки рецепторы обладают аминогруппами, в то время как проводящие полимеры функционализированы карбоксильными группами, что позволяет связать белок-рецептор с нанотрубкой с помощью пептидной связи. Ковалентное связывание белка с нанотрубкой способствует эффективной передаче сигнала с рецептора при взаимодействии рецептора и молекулы запаха.

Использованный в приборе рецептор особенно эффективно связывает амилбутират (amyl butyrate), сложный эфир, отвечающий за запах ананаса или абрикоса, использующийся в качестве пищевой добавки. Исследователи из Кореи обнаружили, что «биоэлектронный нос» может детектировать фемтомолярные концентрации амилбутирата, а определение его ближайших гомологов – бутил- и гексилбутирата возможно только при увеличении их концентрации на 10 порядков.

Парк отмечает, что чувствительность и селективность прибора весьма высока, что, в свою очередь, позволяет говорить о том, что эффективность белка-рецептора не интерферируется его связыванием с нанотрубкой. Пока еще неизвестно, как меняется третичная структура белка-рецептора при его связывании с нанотрубкой, но уже известно, что она обеспечивает нормальную работу биоэлектронного носа.

Источник: chemport.ru