Московские ученые создали электронный нос для диагностики болезней и поиска взрывчатки
РИАМО - 14 мая. Ученые из научно-производственного комплекса «Технологический центр» Московского института электротехники (МИЭТ) разработали уникальный прибор, который способен имитировать природные системы обоняния, биоэлектронный нос сможет диагностировать болезни, определять свежесть продуктов и находить опасные вещества по запаху, пишет во вторник газета «Известия».
Как пояснил директор научно-производственного комплекса Александр Сауров, по сути прибор представляет собой набор биосенсоров, настроенный на определение или классификацию того или иного состава газовой смеси, то есть запаха.
«Если говорить непосредственно про сами разработки в этой области, то они очень разнообразны. В качестве биоматериала датчиков пробуют использовать фрагменты или рецепторы обоняния, отдельные клетки, фрагменты эпителия или даже отдельные органы, например, усики насекомых. Мы предложили новую концепцию такого датчика и показали, что она работоспособна», — сказал Сауров.
Изначально ученые задались целью сделать универсальную платформу, которую можно было бы настраивать под разные соединения, присутствующие в запахе. В результате в основу биоэлектронного носа легли генно-инженерные технологии. Для узнавания молекулы-ароматизатора специалисты предложили использовать ДНК-аптамеры — одноцепочечные молекулы ДНК. Они способны сворачиваться в трехмерные конструкции, которые могут избирательно связываться с интересующей исследователей молекулой.
Сам по себе нос состоит из микрочипов, созданных при помощи нанотехнологий. Чипы оснащены нанодетекторами, сформированными на дне специальных микроячеек. Эти емкости сверху закрыты гидрофобными мембранами, которые блокируют протекание воды сквозь них, но при этом пропускают внутрь воздушную смесь. Такая конструкция позволяет поддерживать над поверхностью нанодетектора слой водного раствора, который подается через боковой микроканал толщиной всего в один микрон. Определяемые молекулы запаха через мембрану попадают в раствор с ДНК-аптамером, и их взаимодействие регистрирует нанодетектор на дне ячейки.
Первым запахом, который унюхал разработанный в «Технологическом центре» биоэлектронный нос, стал аромат ванили.
Как добавил Сауров, на основе данной разработки можно сделать целую серию аналитических приборов, которые будут полезны и в науке, и в медицине, и в быту.
«К примеру, ученым это устройство могло бы помочь в расширении арсенала оборудования для химического анализа. В медицине такие устройства наверняка найдут применение в области неинвазивной диагностики — например, определении шизофрении по запаху. В быту с помощью подобного датчика и смартфона человек сможет проверить свежесть продуктов в магазине. Еще одно возможное применение биоэлектронного носа в отдаленной перспективе — поиск взрывчатки и наркотиков в аэропортах и на вокзалах», - поясняется в статье.
Разработка пока находится на начальном этапе и до коммерциализации биоэлектронного носа пройдет не один год, отметили ученые. За три года на реализацию данного проекта было затрачено 18 миллионов рублей.