Неймовірно, але нюхова система людини здатна розрізняти тисячі запахів завдяки взаємодії нюхових рецепторів із сенсорними нейронами. Кожен рецептор може виявляти кілька одорантів із різною інтенсивністю, і один і той самий одорант може активувати кілька рецепторів. Ця складна комбінація сигналів створює наше сприйняття запахів.
Здатність відчувати запахи має надзвичайне біологічне значення: вона допомагає нам знаходити їжу, взаємодіяти в суспільстві та виявляти небезпеку. Ця важливість надихнула вчених на розробку нюхових датчиків для різних промислових застосувань. Хоча датчики на основі нюхових рецепторів є надзвичайно чутливими, виявляючи концентрації до фемтомолярного рівня (частки на трильйон), у них є одне обмеження: вони не можуть точно розрізняти схожі запахи.
Інноваційний підхід
Нещодавнє дослідження Інституту біоінженерії Каталонії (IBEC) та Центру біомедичних досліджень у галузі біоінженерії, біоматеріалів і наномедицини (CIBER-BBN) у співпраці з Центром наук про смак і харчування та Інститутом хімії Ніцци запропонувало новий метод розрізнення запахів, які активують один і той самий рецептор. Статтю про це опубліковано в журналі Biosensors and Bioelectronics.
Метод базується на виявленні незначних електричних змін у рецепторі, відомих як ємнісна реакція. Ці зміни пропорційні силі зв’язування одоранту з рецептором, імітуючи фізіологічну реакцію на запах.
«Ми побачили, що коли рецептор взаємодіє з певною речовиною, виникає зміна електричного відгуку, пропорційна силі зв’язування. Ця інформація допомагає нам краще зрозуміти молекулярний рівень роботи нюхового розпізнавання та використати ці знання для створення більш ефективних датчиків», — пояснює Анна Лагунас, перший автор дослідження і старший науковий співробітник групи нанобіоінженерії IBEC під керівництвом Жозепа Самітьєра.
Експерименти та результати
У рамках дослідження людський нюховий рецептор (hOR1A1) було іммобілізовано на золотій поверхні за допомогою антитіла для забезпечення орієнтації та підвищення чутливості вимірювань. Було використано три нюхові речовини (дигідрожасмон і дві форми карвону), які є агоністами рецептора. Всі вони активували рецептор, але створювали різні запахи, імітуючи реальні фізіологічні активації.
Покращення здатності датчика до розпізнавання запахів пояснюється специфічним електричним відгуком рецептора, пов’язаним із внутрішньою властивістю, яка називається дипольним моментом. Цей показник змінюється в присутності одоранту, що є ключовим для його виявлення.
Нові перспективи
Це нововведення є значним кроком уперед у створенні точних нюхових датчиків, які можуть знайти застосування у сфері розпізнавання запахів, а також у багатьох інших технологічних та промислових галузях.
Source
Congratulations @chemlabhelp! You have completed the following achievement on the Hive blockchain And have been rewarded with New badge(s)
Your next target is to reach 3000 upvotes.
You can view your badges on your board and compare yourself to others in the Ranking
If you no longer want to receive notifications, reply to this comment with the word
STOPCheck out our last posts: