123RF
Bioelektroniczny język mierzy słodycz
Redaktor: Iwona Konarska
Data: 01.02.2022
Źródło: PAP/Paweł Wernicki
Dzięki bioelektroniczemu językowi można obiektywnie ocenić, czy coś jest słodkie i jak bardzo – informuje pismo „ACS Applied Materials & Interfaces“.
Prawie każdy lubi słodkie przysmaki, ale to, co dla jednego jest zbyt słodkie, inny uważa za słodkie w sam raz. Dlatego opracowywanie nowych produktów spożywczych i napojów jest wyzwaniem, a producenci od dawna szukali obiektywnej metody pomiaru.
Już wcześniej powstawały bioelektroniczne języki działające w warunkach laboratoryjnych, ale albo były skomplikowane w produkcji, albo ich działanie nie odpowiadało w pełni ludzkiemu językowi. Teraz koreańskim naukowcom z Seoul National University udało się opracować ultraczuły bioelektroniczny język, który naśladując ludzkie kubki smakowe, potrafi mierzyć słodycz.
Nasze języki mają receptory słodkiego smaku z dwiema dużymi, złożonymi strukturami, które wiążą się ze związkami, takimi jak cukry. Najbardziej zewnętrzna część jednej z nich to dwupłatkowa struktura molekularna przypominająca liście owadożernej rośliny, które zamykają się wokół ofiary. Wchodzi ona w interakcję z większością słodkich substancji spożywanych przez człowieka.
W swoim poprzednim badaniu Tai Hyun Park, Seunghun Hong i współpracownicy stworzyli czujnik „piątego smaku” – umami, o działaniu zbliżonym do ludzkiego, używając tylko białka znajdującego się na końcu receptora smaku umami. Teraz chcieli zastosować tę samą koncepcję do stworzenia bioelektronicznego języka wyczuwającego słodycz, wykorzystując część receptora jako elektroniczny kubek smakowy.
Kopie fragmentu receptora zostały wyprodukowane przez bakterie i utworzyły cienką warstwę na obojętnej smakowo złotej elektrodzie. Następnie połączono wiele złotych elektrod z nanorurkami węglowymi, tworząc tranzystor polowy. W kontakcie z roztworem naturalnie słodkiej sacharozy lub sztucznego słodzika (w tym wypadku sacharyny) malało natężenie prądu.
Czujnik reagował na słodkie substancje aż do poziomu 0,1 femtomola (jedna biliardowa mola, przy czym biliard to milion miliardów). To oznacza, że jest 10 milionów razy bardziej czuły niż poprzednie bioelektroniczne czujniki słodyczy. Urządzenie mogło również mierzyć słodycz prawdziwych napojów, takich jak sok jabłkowy i osłodzona herbatka rumiankowa, ale nie reagowało na celobiozę (cukier pozbawiony smaku) ani glutaminian sodu. Połączenie wrażliwości z selektywnością może uczynić sztuczny język przydatnym narzędziem dla przemysłu medycznego, farmaceutycznego oraz spożywczego.
Już wcześniej powstawały bioelektroniczne języki działające w warunkach laboratoryjnych, ale albo były skomplikowane w produkcji, albo ich działanie nie odpowiadało w pełni ludzkiemu językowi. Teraz koreańskim naukowcom z Seoul National University udało się opracować ultraczuły bioelektroniczny język, który naśladując ludzkie kubki smakowe, potrafi mierzyć słodycz.
Nasze języki mają receptory słodkiego smaku z dwiema dużymi, złożonymi strukturami, które wiążą się ze związkami, takimi jak cukry. Najbardziej zewnętrzna część jednej z nich to dwupłatkowa struktura molekularna przypominająca liście owadożernej rośliny, które zamykają się wokół ofiary. Wchodzi ona w interakcję z większością słodkich substancji spożywanych przez człowieka.
W swoim poprzednim badaniu Tai Hyun Park, Seunghun Hong i współpracownicy stworzyli czujnik „piątego smaku” – umami, o działaniu zbliżonym do ludzkiego, używając tylko białka znajdującego się na końcu receptora smaku umami. Teraz chcieli zastosować tę samą koncepcję do stworzenia bioelektronicznego języka wyczuwającego słodycz, wykorzystując część receptora jako elektroniczny kubek smakowy.
Kopie fragmentu receptora zostały wyprodukowane przez bakterie i utworzyły cienką warstwę na obojętnej smakowo złotej elektrodzie. Następnie połączono wiele złotych elektrod z nanorurkami węglowymi, tworząc tranzystor polowy. W kontakcie z roztworem naturalnie słodkiej sacharozy lub sztucznego słodzika (w tym wypadku sacharyny) malało natężenie prądu.
Czujnik reagował na słodkie substancje aż do poziomu 0,1 femtomola (jedna biliardowa mola, przy czym biliard to milion miliardów). To oznacza, że jest 10 milionów razy bardziej czuły niż poprzednie bioelektroniczne czujniki słodyczy. Urządzenie mogło również mierzyć słodycz prawdziwych napojów, takich jak sok jabłkowy i osłodzona herbatka rumiankowa, ale nie reagowało na celobiozę (cukier pozbawiony smaku) ani glutaminian sodu. Połączenie wrażliwości z selektywnością może uczynić sztuczny język przydatnym narzędziem dla przemysłu medycznego, farmaceutycznego oraz spożywczego.
