科学家利用蛋白质纳米线制作出高灵敏化学传感器

  Wins ·  3 个月前  ·  8094 次点击
  5月14日消息,马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)的一个研究小组本周在《#纳米#研究》(nanosearch)杂志上撰文称,他们已经开发出了生物电子氨气#传感器#,该#传感器#是非常敏感的#传感器#之一。
  该#传感器#使用来自细菌地杆菌(Geobacter)的导电蛋白质#纳米#线为电子器件提供生物材料。30多年前,资深作家、微生物学家德里克洛夫利在河泥中发现了地杆菌(Geobacter),这些微生物生长出毛发状的蛋白质细丝,可作为#纳米#级的“电线”,为它们的营养输送电荷,并与其他细菌交流。
  第一作者、生物医学工程博士生亚历山大·史密斯(Alexander Smith)以及他的导师姚军(Jun Yao)和洛夫利(Lovley)表明,他们#设计#了第一个测量氨气的#传感器#,因为氨气对农业、环境和生物医学都很重要。例如,在人类,呼吸中的氨可能是疾病的信号,而在家禽养殖中,必须密切监测和控制气体,以确保鸟类健康和舒适,并避免饲料失衡和生产损失。
  史密斯说:“这种#传感器#可以进行高#精度#的传感,它比以前的电子#传感器#好多了。现有的电子#传感器#通常要么#灵敏度#有限,要么#灵敏度#低,而且容易受到其他气体的#干扰#。而除了功能优越、成本低廉外,我们的#传感器#是可生物降解的,因此不会产生电子垃圾,而且它们是由使用可再生原料的细菌可持续生产的,而无需使用有毒化学物质。”
  史密斯(Smith)在他的博士学位期间进行了18个月的实验,从他的导师洛夫利(Lovley)的早期研究中可以知道,蛋白质#纳米#线的电导率随蛋白质#纳米#线周围溶液的pH值(酸或碱水平)而变化,这促使研究人员#测试#了他们对生物传感的分子结合具有高度反应性的想法。
  史密斯指出:“如果将它们暴露于化学物质中,其性质会发生变化,并且可以测量响应。当将#纳米#线暴露在氨水中时,反应非常明显,意义重大。早期,我们发现我们可以调整#传感器#的方式,显示出这种重要的反应,它们对氨非常敏感,而对其他化合物的敏感度要低得多,因此该#传感器#非常特殊。”
  洛夫利补充说,“这种“非常稳定”的#纳米#线能持续很长时间,#传感器#在使用数月后能持续稳定地工作,并且工作得非常好。这个新的应用领域与我们之前的研究完全不同,这项工作是#纳米#线#传感器#概念的第一个证明,一旦我们回到#实验室#,我们将开发其他化合物的#传感器#,我们正在为一系列其他化合物调整它们。”
  此前,研究小组报告说,他们使用蛋白质#纳米#线从湿度中获取能量,并将其作为生物计算的存储器。

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