Impiego della nanotecnologia per identificare il giusto odore
Collegando le biomolecole ai trasduttori elettronici non biologici, i sistemi bioelettronici molecolari potrebbero in futuro supportare un'ampia gamma di applicazioni, tra le quali i biosensori. Con l'obiettivo di ottenere le prestazioni dei sensori olfattivi naturali, è stata sviluppata una serie di questi nanobiosensori nell'ambito del progetto europeo SPOT-NOSED, che sfrutta le proprietà elettriche dei singoli recettori olfattivi. Quando una molecola dell'odore si lega ad un recettore olfattivo, il cambiamento conformazionale indotto e le modifiche alle proprietà impedenziometriche della proteina si possono registrare tramite nanoelettrodi. Per sviluppare un naso bioelettronico capace di identificare una vasta serie di odori, il materiale biologico sensibile immobilizzato è stato integrato con i trasduttori, convertendo i segnali biologici in segnali elettrici misurabili quantitativamente. Nello specifico, la serie di nanobiosensori integra una serie di nanotrasduttori elementari, ognuno dei quali è composto da nanoelettrodi in metallo nobile con un singolo recettore olfattivo al centro. I substrati di metallo nobile di platino (Pt), oro (Au) e argento (Ag) sono stati scelti come i più adatti dato che sono relativamente facili da funzionalizzare. I dispositivi con nanoelettrodi sono stati prodotti al Centro National de Microelectrónica (CNM) di Barcellona con dei processi microelettronici standard come la nanolitografia e la litografia a fascio di elettroni. Sia i nanoelettrodi singoli che le serie di nanoelettrodi sono stati prodotti con un diametro compreso tra 1 micron e meno di 500nm. La cellula elettrochimica per le misurazioni localizzate dell'impedenza era una cellula a tre elettrodi con un volume di 5ml, di cui il controelettrodo era composto da una piastra di platino. La polarizzazione dell'elettrodo d'argento in funzione era fissata su un elettrodo al calomelano saturo di riferimento (SCE). Delle vaste analisi di laboratorio hanno dimostrato che questo nuovo nanobiosensore olfattivo risponde ad alcune molecole dell'odore con un alto grado di precisione che ha superato persino le speranze iniziali dei ricercatori. I partner del progetto SPOT-NOSED stanno pensando di continuare questa ricerca e di sviluppare una strumentazione elettronica adeguata che si potrebbe adattare ad un microscopio a forza atomica per eseguire misurazioni a livello di nanoscala.
