تشخيص بوهاي مختلف با استفاده از بيني الكترونيكي محقق شد

محققان كره‌اي گيرنده‌هاي بويايي انسان را با فناوري نانو تركيب كرده و نوع جديدي از «بيني بيوالكترونيكي» با قابليت درك بيشتر حس بويايي توليد كرده‌اند.

به گزارش سرويس علمي پزوهشي ايسنا- منطقه علوم پزشكي تهران؛ تاي هيونك پارك و جيونگسيك جانگ از دانشگاه ملي سئول تخصص گروه تحقيقاتي خود در زمينه فناوري زيستي و ابزارهاي پليمري رسانا را با يكديگر تركيب نموده و پروتئين‌هاي گيرنده بويايي انسان (hOR) را روي نانولوله‌هاي پليمري رسانا سوار كردند. سپس اين نانولوله‌ها را به آرايه‌اي از ميكروالكترودها متصل كرده و يك ترانزيستور اثر زمينه ساختند. زماني كه مولكول‌هاي بو به گيرنده‌هاي پروتئيني متصل مي‌شوند، تغييراتي در سيگنال الكتريكي ترانزيستور ايجاد كرده و موجب تشخيص بو مي‌شوند.

پارك مي‌گويد اين سيستم مي‌تواند بو را به خوبي تشخيص دهد. اين پروتئين‌ها در سطح خود داراي گروه‌هاي آميني هستند؛ پليمرهاي رسانا نيز با گروه‌هاي اسيد كربوكسيليك عامل‌دار شده‌اند؛ در نتيجه پروتئين‌ها مي‌توانند با تشكيل پيوندهاي پپتيدي به صورت كووالانسي به نانولوله‌ها متصل شوند. وجود اين پيوند كووالانسي بدين معناست كه اگر مولكول‌ها بو به گيرنده‌هاي پروتئيني متصل شوند، سيگنال حاصله به خوبي به نانولوله‌ها منتقل مي‌شود».

گيرنده مورد استفاده در اين ابزار به خوبي به بوتيرات آميل متصل مي‌شود. آميل بوتيرات استري با بوي آناناس يا زردآلو است كه به عنوان افزودني غذايي استفاده مي‌شود.

اين گروه پژوهشي دريافتند كه مي‌توانند به راحتي غلظت‌هاي بسيار كم (فمتومولار) از آميل بوتيرات را با اين ابزار تشخيص دهند، در حالي كه استرهاي مشابه (همانند بوتيل يا هگزيل بوتيرات) كه تنها در يك اتم كربن با مولكول اصلي تفاوت دارند، با غلظت‌هاي 10 ميليارد برابر بيشتر هيچ پاسخي را توسط اين شناساگر موجب نشدند.

پارك مي‌افزايد: «حساسيت و انتخابگري اين ابزار بسيار خوب است كه نشان مي‌دهد پروتئين هنوز به خوبي عمل مي‌كند و در اثر اتصال به نانولوله، آسيب نديده است. هنوز نمي‌دانيم اتصال اين پروتئين‌هاي گيرنده بو به نانولوله‌ها چه تغييري در كنفورماسيون آنها ايجاد كرده است، اما مي‌بينيم كه هنوز كار مي‌كند».

با وجودي كه اين ابزار كاربردهاي زيادي در تشخيص مولكول‌هاي خاص دارد، پارك توضيح مي‌دهد كه آنها مي‌خواهند از اين ابزار براي درك بهتر چگونگي عملكرد حس بويايي انسان كمك بگيرند.

او مي‌گويد: «حدود 370 تا 380 گيرنده بويايي مختلف وجود دارند، اما بسياري از آنها انتخابگري خاصي براي مولكولي ويژه نداشته و مولكول هدف برخي از آنها را نمي‌شناسيم. ما بايد تعداد زيادي از اين گيرنده‌ها را روي اين ابزار جديد استفاده كرده و سپس ابزارهايي با تركيب‌هاي مختلف از اين گيرنده‌ها بسازيم تا بتوانيم بوهاي مختلف را شناسايي كرده و بفهميم كه انسان چگونه ميان اين بوها تمايز قائل مي‌شود».