??? 生命科學(xué)學(xué)院黃力全課題組在生物傳感器領(lǐng)域權(quán)威期刊Biosensors&Bioelectronics（IF:7.78)正式發(fā)表題為“In vivo bioelectronic nose using transgenic mice for specific odor detection”的研究論文。該文章利用轉(zhuǎn)基因小鼠M72-GFP被熒光標(biāo)記的嗅感覺神經(jīng)元作為敏感元件，設(shè)計(jì)制作了在體生物電子鼻傳感器，并進(jìn)行特異性氣味檢測。
??? 嗅覺對(duì)于動(dòng)物來說是適應(yīng)周圍環(huán)境和生存的必要生理功能。哺乳動(dòng)物嗅覺系統(tǒng)可以識(shí)別較低濃度的揮發(fā)性氣體（大約1 ppt及以下），具有較高的靈敏度和特異性。最近有報(bào)道表明人類可以辨別至少一百萬種嗅覺刺激信號(hào)或者一萬種氣味分子，這也更加證明了哺乳動(dòng)物嗅覺系統(tǒng)的高靈敏度和特異性。氣味分子在嗅覺系統(tǒng)中最先被嗅感覺神經(jīng)元（olfactory sensory neurons，OSNs）接收到，嗅感覺神經(jīng)元位于嗅覺上皮(olfactory epithelium, OE),每個(gè)嗅感覺神經(jīng)元都表達(dá)一種特定類型的G蛋白偶聯(lián)氣味受體（odorant receptor，OR），表達(dá)同一中受體的嗅感覺神經(jīng)元將自己的軸突延伸到每個(gè)嗅球上的特定的兩個(gè)嗅小球內(nèi)，當(dāng)氣味分子與相應(yīng)的氣味受體結(jié)合時(shí)，該受體通道被激活，細(xì)胞膜去極化，引起動(dòng)作電位將嗅覺信息通過嗅球傳入大腦嗅覺皮層區(qū)域，這樣，化學(xué)信號(hào)就被轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。因此，嗅感覺神經(jīng)元是嗅覺系統(tǒng)最初始的感受元件，基于嗅感覺神經(jīng)元的嗅覺仿生傳感器將會(huì)具備高靈敏性，特異性以及高時(shí)效性。嗅球是嗅球系統(tǒng)的第一個(gè)中轉(zhuǎn)站，它具有層狀結(jié)構(gòu)，由外到內(nèi)分別為：嗅小球?qū)?，僧?叢狀細(xì)胞層和顆粒細(xì)胞層。嗅小球?qū)咏邮諄碜孕岣杏X神經(jīng)元的軸突，每一個(gè)嗅小球匯集同一種嗅覺受體的嗅感覺神經(jīng)元的軸突。本研究中記錄的是嗅小球表達(dá)M72嗅覺受體的嗅感覺神經(jīng)元的軸突的信號(hào)，該解剖位置是通過轉(zhuǎn)基因小鼠的GFP綠色熒光標(biāo)記的。通過在該標(biāo)記位點(diǎn)植入MEA探針，研究記錄得到了特異性的氣味刺激信號(hào)，使用的氣味分子包括TNT，苯乙酮，水楊酸甲酯，檸檬醛以及丁二酮。
??? 氣味檢測在當(dāng)今社會(huì)安全，環(huán)境監(jiān)測，醫(yī)療診斷中都起著非常重要的作用，仿生嗅覺傳感技術(shù)是一種新型化學(xué)傳感仿生技術(shù)，它以嗅覺受體、細(xì)胞、組織等生物材料為敏感元件，結(jié)合二級(jí)變換器實(shí)現(xiàn)對(duì)氣味物質(zhì)的特異性和高靈敏的檢測，從而達(dá)到類似生物體嗅覺的檢測性能，具有良好的性能和商業(yè)前景。本研究的技術(shù)在氣味檢測方面兼具高效性，特異性和穩(wěn)定性。此外，該傳感器對(duì)含有苯環(huán)的氣味分子具有較高的靈敏性，對(duì)炸藥檢測限最低可達(dá)到10-5 M，因此這在爆炸物檢測方面具有很大的應(yīng)用前景。
? ? 浙江大學(xué)生儀學(xué)院和浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為論文作者單位。黃力全課題組博士生李松?為本文共同第一作者，黃力全研究員為共同通訊作者。該項(xiàng)目得到國家自然科學(xué)基金，973項(xiàng)目基金和思源基金的資助。
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