I sensori chimici sono estremamente bravi a rilevare una singola sostanza o una classe di sostanze chimiche, anche a concentrazioni molto rarefatte. Nasi biologici, però, sono molto più versatili e in grado di discriminare indizi sottili che confonderebbero le loro controparti ingegnerizzate. Sfortunatamente, anche i nasi altamente addestrati lasciano una certa ambiguità durante la trasmissione di un segnale e non sono particolarmente adatti per il lavoro in situazioni specializzate come le sale operatorie. Un nuovo sensore chimico basato sul DNA sembra essere estremamente sensibile e perspicace, rendendolo un passo importante sulla strada per un naso completamente elettronico.
Un team di ricercatori riferisce in un articolo pubblicato sulla rivista dell'American Institute of Physics I progressi dell'AIP che filamenti di DNA appositamente adattati attaccati a nanotubi di carbonio possono distinguere tra molecole molto simili, anche quelli che hanno una composizione chimica identica. "Stiamo cercando di trasformarlo in un sistema di naso elettronico, " dice AT Charlie Johnson, un fisico presso l'Università della Pennsylvania e co-autore dello studio. "Abbiamo usato questo sistema per distinguere tra isomeri ottici, molecole che sono quasi identiche tranne che una è strutturalmente invertita, un'immagine speculare".
Il sistema funziona fissando filamenti di DNA a nanotubi di carbonio, che sono ottimi conduttori elettrici. I filamenti di DNA sono stati messi a punto per rispondere a particolari sostanze chimiche, quindi, quando i filamenti entrano in contatto con una sostanza chimica bersaglio, anche a concentrazioni molto basse, produce un segnale elettrico misurabile lungo il nanotubo. I sensori sono stati in grado di verificare la presenza di molecole che differiscono di appena un atomo di carbonio. Sebbene i ricercatori non siano i primi ad osservare questo effetto, hanno raggiunto un livello di differenziazione senza precedenti per un rivelatore chimico completamente elettronico. "Ciò su cui mi sto concentrando è la dimensione della differenza nel segnale, "dice Johnson.
I ricercatori sono quindi interessati a creare qualcosa di simile a un vero naso elettronico composto da molti sensori individuali basati sul DNA che svolgono lo stesso ruolo di un recettore olfattivo. L'obiettivo è avere un sistema altamente versatile e sensibile con applicazioni su larga scala. Per esempio, il dimetilsulfone chimico è associato al cancro della pelle. Il naso umano non è in grado di rilevare questo volatile, ma potrebbe essere rilevato con il nuovo sensore a concentrazioni di appena 25 parti per miliardo.
