Door de huid van een kalkoen te imiteren kun je een sensor maken die van kleur verschiet bij contact met vluchtige organische stoffen. Je kunt hem nog selectief maken ook, schrijft Berkeley-bioingenieur Seung-Wuk Lee in Nature Communications.

In Lee’s moederland Korea noemen ze zo’n kalkoen een ‘seven-faced bird’. De kop verkleurt van rood naar wit, en vervolgens naar blauw, wanneer het dier zich opwindt. Dat blijkt te komen door collageenbundels vlak onder de huid, waar bloedvaten doorheen zijn gevlochten. Zwellen die bloedvaten op, dan komen de collageenvezels verder uit elkaar te liggen en verschuiven de golflengtes die ze absorberen.

In zijn sensor gebruikt Lee geen collageen maar M13-bacteriofagen. Dat zijn virussen die er qua vorm enigszins op lijken. Met een suspensie van zulke fagen kun je een vast oppervlak coaten. Daarbij blijkt het mogelijk om de ‘fagendichtheid’ nauwkeurig in te stellen zodat de coating een bepaalde kleur krijgt, net als bij de huid van die kalkoen. Komt de coating vervolgens in aanraking met water of een organische stof, dan zullen de fagen gaan zwellen en verloopt de kleur.

Je kuint de fagen gebruiken als luchtvochtigheidsmeter maar Lee heeft ook al ‘fagen-lakmoespapiertjes’ (phage litmus) gemaakt, met vier vlakjes die elk een andere kleur hebben en die bij contact met een oplosmiddel ook elk een ander kleurverloop laten zien. De resulterende kleurpatronen vormen een ‘vingerafdruk’ waaraan je verrassend goed kunt zien met welk oplosmiddel je te maken hebt. Die herkenning laten de onderzoekers inmiddels over aan een iPhone die er een foto van maakt en daar vervolgens een zelf ontwikkelde app op loslaat.

Om stoffen te detecteren die minder vluchtig zijn, moet je de fagen genetisch modificeren zodat ze de gezochte stof gericht uit de lucht plukken. Als proof of concept is al een sensor gemaakt die het explosief TNT herkent, in concentraties vanaf 300 ppb, en die keurig het verschil ziet met de verwante stoffen mono- en dinitrotolueen.

bron: UC Berkeley