“人工鼻”或“電子鼻”的工作原理與嗅覺形成相似，它由氣敏傳感器


、信號處理係統和模式識別係統三個部分組成。“人工鼻”獲得的信息代表了樣品中全部揮發物的總體分布，而不是某種或某幾種揮發物具體的含量。有資料顯示
，“人工鼻”可廣泛用於工業生產的各個部門
，如煙草業、化妝品
、食品工業、石油化工

、糧食貯存與加工
、酒類和飲料
、環保監測
、臨床診斷。此外
，“電子鼻”還用於商檢、微生物鑒別、藥物分類與辨別

、宇航等部門，以及檢查爆炸物品、毒品與其他違禁物品等。

　　新人工鼻可同時檢測出多種分子

　　日前，美國斯坦福大學化學家表示，他們開發的利用熒光化合物和DNA（脫氧核糖核酸）製作“人工鼻”的新途徑，有望加速嗅覺傳感器進入大規模生產和大範圍應用的時代。他們相信，如果新的方法能夠達到所預期的效果
，那麼新的“人工鼻”有朝一日可以用來探測從早期變質牛奶到高爆炸藥等各種物質。

　　通過將熒光化合物附著到DNA分(fen)子(zi)的(de)短(duan)鏈(lian)上(shang)
，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)成(cheng)功(gong)地(di)研(yan)發(fa)出(chu)微(wei)小(xiao)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)分(fen)子(zi)。這(zhe)些(xie)分(fen)子(zi)在(zai)檢(jian)測(ce)到(dao)某(mou)些(xie)物(wu)質(zhi)時(shi)，其(qi)顏(yan)色(se)會(hui)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，人(ren)們(men)利(li)用(yong)熒(ying)光(guang)顯(xian)微(wei)鏡(jing)可(ke)以(yi)觀(guan)察(cha)到(dao)分(fen)子(zi)顏(yan)色(se)的(de)改(gai)變(bian)。斯(si)坦(tan)福(fu)大(da)學(xue)化(hua)學(xue)教(jiao)授(shou)埃(ai)裏(li)克(ke)·kuerbiaoshi，yansedebianhuashidexindechuanganqichuandichudexinxiyuanyuanduoyuduoshuguangxuechuanganqichuandidexinxi，yinweiguangxuechuanganqitongchangzhishijiancemouzhongteshudefenzi。

　　庫爾說：“我們被強烈的顏色變化所吸引。令人感到驚訝的發現之一是用一個分子傳感器，我們能知道4種不同有機物揮發物之間的區別。因為傳感器對不同的揮發物顯示出了不同顏色。”

　　這種多用性分子傳感器成功的關鍵在於DNA的結構。DNAshihanyoushengmingyichuanmimadeshuangluoxuanti，yechangchangbeichengweiniuqudejiati。liangtiaoyoutanghelinsuanyanfenzizuchengdechangchangdepingxingliangouchenglejiatidefushou，jianjifenziduizuchengletiji。jianjigongyou4種，它們有規律的組合含藏了遺傳的數據。

　　熒光分子在DNA中能相互“交流”

　　為獲得分子傳感器，研究人員研製出多種新的熒光化合物
，並用熒光化合物取代DNA螺旋形雙鏈中的堿基對。熒光化合物共有7種

，他們從中任意選擇4種附著在DNA主幹上構成傳感器。應說明的是，他們隻利用了DNA的單螺旋體，這樣可以探測有機物的揮發物。

　　據悉
，斯坦福大學化學博士後研究員弗洛仁特·薩梅因借助DNA合成技術，按照7選4的任意組合，獲得了2401種熒光化合物與DNA主幹合成的組合庫。隨後，研究小組對組合庫進行了篩選工作，看看哪些組合有可能用於4種不同物質（氣態）的檢測。

　　用於檢測試驗的4種物質分別是一種廣泛使用的殺水草劑
、一種研究和工業用溶劑
、yizhongyongyufangzhishipinfameiheshengjundeyizhiji，yijiyizhongguangfanyongyupixiepaoguangheshachongjidengduozhongchanpindetianjiaji。zhexiewuzhidejiegouhedianzixingzhijibuxiangtong。

　　在篩選過程中，研究人員發現，熒光分子傳感器在有4種(zhong)測(ce)試(shi)物(wu)質(zhi)存(cun)在(zai)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)顯(xian)示(shi)出(chu)了(le)熒(ying)光(guang)反(fan)應(ying)。庫(ku)爾(er)表(biao)示(shi)
，這(zhe)是(shi)他(ta)們(men)首(shou)次(ci)嚐(chang)試(shi)將(jiang)分(fen)子(zi)傳(chuan)感(gan)器(qi)用(yong)於(yu)揮(hui)發(fa)物(wu)的(de)探(tan)測(ce)
，結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)它(ta)們(men)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)況(kuang)良(liang)好(hao)。

　　熒光分子傳感器探測表現突出的原因在於DNA螺旋體上堿基對相互接觸，它們之間以電脈衝的形式“交流”。當堿基對被熒光化合物取代後
，這些物質依然相互接觸，能夠相互“交流”
，如此狀況為傳感器正常工作提供了關鍵條件。

　　研究人員還發現，分子傳感器另一個十分重要的工作條件是熒光化合物在DNA主幹上的排列順序。自然界中，動物的種類不同，其DNA的排序也就不同。對於熒光化合物而言，它們在DNA上的排序不同則發出的光的顏色也不相同。庫爾介紹說


，他們觀察到了幾起實例：即使是使用相同的4種熒光化合物組合，如果它們的排列順序不同，對檢測物質的反應也就不相同。很明顯
，這些熒光化合物之間能相互“交流”，不同的排列順序具有不同的表現。

　　最終目標將檢測出各種物質

　　庫爾表示，他們長遠目標之一是開發出成套的傳感器
，用於分析更加複雜的、範圍更廣泛的物質。由於傳感器的反應如此多樣——即使是一個分子也能探測4種不同的物質，因此有可能利用10個或20個或100個傳感器組成的傳感器組，探測眾多不同揮發物分子。

　　zuhechengjuyoudaliangyingguangfenzichuanganqideshebeinenggoujiangtanceyideyingyongcongchuncuideyoujifenzitancekuozhanzhishiyanshiwaifenzihuahewutance。zaiyanjiurenyuankanlai
，yingguangfenziyuDNA合成傳感器組構成的探測器在外界使用最為有效。他們希望自己開發的傳感器最終能與其他部件（包括廉價的熒光顯微鏡）共同組成便攜式“人工鼻”探測設備。不過

，研究人員目前還需要確定熒光分子傳感器的探測極限——物質被探測到的最小量。

　　另一個長遠目標是將這些傳感器“打印”到塑料上
，如果“打印”出的點能夠清晰可見
，那麼人們可以觀察到顏色變化。具體說來就是，人們可以在近紫外光下發現它們對所接觸的物質的反應（顏色變化），並通過與標準反應對比了解被檢測環境中存在的物質。

　　此外

，庫爾他們還希望通過更多的研究

，能夠將熒光分子和DNA合成的傳感器用於探測液體中物質。庫爾認為，對自己而言，最有趣的可能是讓傳感器能夠“嗅出”生(sheng)物(wu)學(xue)上(shang)的(de)不(bu)同(tong)，也(ye)就(jiu)是(shi)顯(xian)示(shi)出(chu)那(na)些(xie)與(yu)疾(ji)病(bing)相(xiang)關(guan)的(de)不(bu)同(tong)細(xi)胞(bao)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)，或(huo)者(zhe)環(huan)境(jing)中(zhong)不(bu)同(tong)有(you)害(hai)物(wu)的(de)差(cha)異(yi)
，而(er)這(zhe)些(xie)將(jiang)可(ke)能(neng)是(shi)他(ta)們(men)近(jin)期(qi)研(yan)究(jiu)的(de)重(zhong)點(dian)。

　　庫爾表示：“我們要檢測出每種物質
，這是我們的最終目標。”