Les capteurs chimiques sont extrêmement efficaces pour détecter une seule substance ou une classe de produits chimiques, même à des concentrations très raréfiées. Nez biologique, cependant, sont beaucoup plus polyvalents et capables de distinguer des indices subtils qui confondraient leurs homologues conçus. Malheureusement, même les nez hautement entraînés laissent une certaine ambiguïté lors de la transmission d'un signal et ne sont pas particulièrement adaptés au travail dans des situations spécialisées comme les salles d'opération. Un nouveau capteur chimique basé sur l'ADN semble être à la fois extrêmement sensible et perspicace, ce qui en fait un pas important sur la voie d'un nez entièrement électronique.
Une équipe de chercheurs rapporte dans un article publié dans le journal de l'American Institute of Physics Avances AIP que des brins d'ADN spécialement adaptés attachés à des nanotubes de carbone peuvent faire la différence entre des molécules très similaires, même ceux qui ont une composition chimique identique. "Nous essayons de développer cela en un système de nez électronique, " dit A.T. Charlie Johnson, un physicien à l'Université de Pennsylvanie et co-auteur de l'étude. "Nous avons utilisé ce système pour distinguer les isomères optiques, molécules qui sont presque identiques, sauf que l'une est structurellement inversée - une image miroir."
Le système fonctionne en fixant des brins d'ADN à des nanotubes de carbone, qui sont d'excellents conducteurs électriques. Les brins d'ADN ont été affinés pour répondre à des produits chimiques particuliers, Ainsi, lorsque les brins entrent en contact avec un produit chimique cible, même à de très faibles concentrations, ils produisent un signal électrique mesurable le long du nanotube. Les capteurs ont pu vérifier les molécules qui diffèrent d'aussi peu qu'un atome de carbone. Bien que les chercheurs ne soient pas les premiers à observer cet effet, ils ont atteint un niveau de différenciation sans précédent pour un détecteur chimique entièrement électronique. "Ce sur quoi je me concentre, c'est la taille de la différence dans le signal, " dit Johnson.
Les chercheurs s'intéressent ensuite à la création de quelque chose qui ressemble à un véritable nez électronique composé de nombreux capteurs individuels basés sur l'ADN jouant le même rôle qu'un récepteur olfactif. L'objectif est d'avoir un système hautement polyvalent et sensible avec des applications à grande échelle. Par exemple, le diméthylsulfone chimique est associé au cancer de la peau. Le nez humain ne peut pas détecter ce volatil, mais il pourrait être détecté avec le nouveau capteur à des concentrations aussi faibles que 25 parties par milliard.
