納米鼻子

納米鼻子用途醫療。一種分子鼻子，可以利用納米粒子似的感測器來嗅出和識別蛋白。

基本介紹

• 中文名：納米鼻子
• 外文名：nanonose
• 領域：仿生
• 用途：醫療
• 起源國家：美國

科學家構想

國麻薩諸塞州阿穆赫斯特大學的科學家已經製造了一種分子鼻子，可以利用納米粒子似的感測器來嗅出和識別蛋白。這些超靈敏的感測器被訓練得十分精明，可以探測各種各樣的蛋白，甚至可以充當診斷癌症等疾病的工具。其高明之處就是它能嗅出由生病細胞發出的氣味。

納米鼻子

目前探測蛋白的方法通常是依靠特定的受體來感受氣味，就像鎖和鑰匙一樣，特定的受體與特定蛋白套在一起。研究人員用分子鎖裝滿微電極，當他們將蛋白“鑰匙”加到電極上時，看看是什麼粘在一起。此技術雖然精確，但非常昂貴，為測定特定的蛋白鑰匙，你得有特定的鎖。

研究人員想設計一種探測方法，可更加全面地進行感知，像人類的鼻子一樣，一個鼻子可以聞出不同的氣味。這就需要受體來解釋和識別不同的氣味。當蛋白接觸到這種分子鼻子時，就會刺激一群感測器受體以簽署好的圖案來讀取指紋。不知道的新蛋白將有獨特的簽名，可以較傳統方式更加輕易地識別出來。

金納米粒子

因此，科學家用金納米粒子建造了他們的分子鼻子。金納米粒子可以精確地加工成不同的大小和形狀。所有蛋白有自己獨特的形狀，有一個電極或化學鍵。憑藉其獨特的形狀，這些蛋白可以刺激特定的感測器釋放它們的染料和光亮。之後，研究人員可以讀取其發光圖案，就像看指紋一樣，以識別出當前的這種蛋白。

研究人員使用6種不同的納米粒子來感知7種不同的蛋白，有些蛋白故意弄得很相似。經檢測，感測器正確識別已知的蛋白的成功率達94%。研究人員還開發一種技術，可以處理不同的蛋白濃度，蛋白濃度有時會影響分析。通過結合原始數據與統計分析，研究人員能正確識別隨機選擇的56種蛋白，成功率達96%。

重點難點

此納米鼻子提供了獨特的感知方法，可以較現有技術更加可靠且更加便宜地套用。目前研究人員重點讓感測器識別由癌細胞產生的畸形蛋白，此技術可以探查各種疾病。目的就是讓感測器像嗅癌犬一樣工作。在未來的幾年裡，這項技術可以在醫學上用於診斷器官損傷、細菌感染和癌症等疾病。另外，這項嗅覺技術還可用來檢測腐敗的食物、化妝品和藥品，在機場取代化學感測器監測和掃描毒品和炸藥。