Pesach Benson • 2 Aralık 2025
Kudüs, 2 Aralık 2025 (TPS-IL) — İbrani Üniversitesi’nden yapılan açıklamaya göre, İsrailli bilim insanları havadaki “ayna görüntüsü” moleküllerini ayırt edebilen bir gaz sensörü geliştirdi. Bu buluş, tıbbi teşhis, gıda ve içecek kalite kontrolü, çevresel izleme ve ilaç sektörlerinde devrim yaratma potansiyeline sahip.
Uçucu bileşiklerdeki ince yapısal farklılıkları tespit ederek, sensörler akciğer kanseri veya diyabet gibi hastalıklar için invaziv olmayan nefes testlerini güçlendirebilir, hastalıkların zaman içindeki değişimlerini izleyebilir ve gıda ile parfümlerde lezzet ve aroma tutarlılığını sağlayabilir. Ayrıca ürünler tüketicilere ulaşmadan bozulma veya kontaminasyonu tespit etmeye de yardımcı olabilirler.
Kiral moleküller olarak da adlandırılan ayna görüntüsü moleküller, aynı kimyasal formüle sahip ancak sol ve sağ eller gibi düzenlenmiş molekül çiftleridir; bileşim olarak özdeş ancak birbirlerinin üzerine tam olarak oturtulamazlar. Neredeyse aynı görünmelerine rağmen, iki formun farklı kokular, tatlar veya biyolojik tepkiler üretmek gibi çok farklı etkileri olabilir.
Sensörlerin tasarımı, test edilmesi ve potansiyel uygulamalarını detaylandıran çalışma, hakemli dergi Chem. Eur. J.‘de yayımlandı.
Sensör, havadaki belirli kimyasallarla etkileşim kurmak için moleküler kilit-anahtar görevi gören, özel olarak tasarlanmış şeker bazlı alıcılara kaplanmış karbon nanotüpler kullanıyor. Çalışmanın süpervizörlerinden Prof. Shlomo Yitzchaik, “Şeker kaplaması ekleyerek, sensörün etrafında çok zayıf bağlanan koku molekülleriyle bile etkileşime girebilen hassas bir kimyasal mimari yarattık” dedi.
Ariel Shitrit ve Yonatan Sukhran liderliğindeki, Yitzchaik ve Prof. Mattan Hurevich’in rehberliğinde çalışan araştırma ekibi, sensörlerin limonene ve karvonun ayna görüntüsü formları arasında net bir şekilde ayrım yapabildiğini, benzer α-pinene formlarına ise tepki göstermediğini gösterdi. Dikkat çekici bir şekilde, sensörler (–)-limonene molekülünü milyonda 1.5 parça gibi düşük konsantrasyonlarda tespit ederek, karşılaştırılabilir birçok yönteme göre yaklaşık on kat daha hassas davrandı.
Sensörlerin etkinliği, şeker kaplı nanotüpler ile havadaki moleküller arasındaki etkileşimden kaynaklanıyor. Almanya’daki Dresden Teknik Üniversitesi ve Friedrich Schiller Üniversitesi ile işbirliği içinde yapılan elektrik ölçümleri ve bilgisayar simülasyonlarını kullanan araştırmacılar, her moleküler ayna görüntüsünün alıcıya biraz farklı bağlandığını buldu. Bu küçük farklılıklar, nanotüplerdeki elektron hareketini değiştirerek ölçülebilir elektrik sinyali değişikliklerine neden oluyor.
Hurevich, “Moleküler yapının sensör performansını nasıl etkilediğini anlamak, daha iyi yapay koku alıcıları tasarlamak için bize bir yol haritası sunuyor” dedi. Farklı alıcı tasarımlarını test ederek, ekip seçiciliği artıran kimyasal özellikler belirledi ve bu da daha hassas ve çok yönlü sensörlerin yolunu açtı.
Araştırma, vücut kokusu, koku algısı ile fizyolojik ve duygusal durumlar arasındaki bağlantıları araştıran Avrupa SMELLODI konsorsiyumunun bir parçasıdır. Ayna görüntüsü moleküller de dahil olmak üzere uçucu organik bileşiklerin invaziv olmayan analizi, sağlık izleme, çevresel güvenlik ve endüstri alanlarında potansiyel uygulamalara sahip projenin temel hedeflerinden biridir.
Normalde suda çözünen şeker moleküllerini kararlı, işlevsel gaz sensörlerine dönüştürmek önemli bir kimyasal ve mühendislik zorluğu teşkil ediyordu. Ekip, bu zorluğun üstesinden gelmek için iki parçalı bir sistem yarattı: karbon nanomateryallerine kimyasal olarak bağlanmış ayarlanabilir şeker bazlı alıcılar. Tasarım, şeker “çerçevesini” veya ona bağlı kimyasal grupları değiştirerek ince ayarlanabilir ve böylece özelleştirilmiş tespit yetenekleri sağlar.
Sağlık ve gıda dışındaki alanlarda, sensörler çevresel izleme ve ilaç sektörlerinde de uygulamalara sahip olabilir. Hava kirleticilerini veya kimyasal sızıntıları son derece düşük seviyelerde tespit ederek hem insanlar hem de ekosistemler için güvenliği artırabilirler. İlaç üretiminde ve kimya araştırmalarında, sensörler kiral moleküllerin saflığını ve bileşimini doğrulayabilir; bu moleküller genellikle ayna görüntüsü formlarına bağlı olarak farklı biyolojik etkilere sahip olduğundan, ürünlerin güvenli ve etkili olmasını sağlamaya yardımcı olur.
Geleceğe bakıldığında, araştırmacılar gelişmiş fizik simülasyonları ve makine öğrenimi dahil olmak üzere hesaplamalı araçların, yeni alıcı tasarımlarının oluşturulmasını hızlandırabileceğine ve tespit edilebilir havadaki moleküllerin ve ayna görüntü formlarının kapsamını genişletebileceğine inanıyor.
Shitrit, “Çalışmamız, moleküler yapıda meydana gelen küçük değişikliklerin şeker kaplı nanotüpler kullanılarak güvenilir bir şekilde tespit edilebileceğini gösteriyor” dedi. “Bu, daha önce imkansız olduğu düşünülen elektronik algılama sistemlerinin kapısını aralıyor.”
