Nanotekninen koiran nenä

University of California, Santa Barbaran koneenrakennuksen ja kemian professoreiden Carl Meinhartin ja Martin Moskovitsin johtamat tutkijat ovat suunnitelleet ilmaisimen, joka hyödyntää mikrofluidista nanoteknologiaa matkiakseen koiran tuoksureseptoreiden mekanismia.

Koirat ovat edelleen ylivertaisia räjähdysaineiden hajujen tunnistamisessa. Mutta kuten ihminen, koiralla voi olla hyvä tai huono päivä, se voi olla väsynyt tai hajamielinen toteavat tutkijat sen puutteista.

Tutkijoiden kehittämällä laitteella on vähintään yhtä hyvä tai parempi herkkyys kuin koiran hajuaistilla. Laite voi havaita esimerkiksi ilmassa olevia TNT-pohjaisesta räjähteistä peräisin olevia kemiallisia molekyylejä. Se kykenee reaaliaikaisesti tunnistamaan tietyn tyyppisiä molekyylejä jopa alle miljoonasosan pitoisuuksina.

Koirien biologinen haistelumekanismi, joka imee ja sitten tiivistää ilmassa olevia molekyylejä hajuaistin limakerrokselle on inspiroinut tutkijoita.

Kehitetty tekniikka yhdistää mikrofluidistiikkaa ja pinta-avusteista Raman-spektroskopiaa (SERS) keräämään ja tunnistamaan molekyylejä. Mikrotason nestekanava absorboi ja tiivistää molekyylejä jopa kuuden kertaluokan verran.

Mikrokanavaan imeytyneet molekyylit ovat vuorovaikutuksessa nanopartikkeleiden kanssa, jotka laservalolla viritettynä vahvistavat niiden ominaisspektriä. Erilaisten spektrien tietokanta tunnistaa sitten millainen molekyyli on kyseessä.

Tekniikkaa voidaan käyttää havaitsemaan erilaisia molekyylejä ja sovelluksina voisivat tulla kyseeseen myös tiettyjen sairauksien diagnosointi tai huumeiden ja pilaantuneiden elintarvikkeiden havaitsemiseen.