Sensor Penciuman

SENSOR PENCIUMAN

Penciuman Elektronik 

Menurut sumber yang saya telusuri, penciuman elektronik adalah suatu alat hasil dari penelitian yang kemampuannya ditujukan untuk mendeteksi berbagai karakteristik aroma. Pendeteksi elektronik lumrah disebut dengan penciuman bionik. Dalam sebuah kamus, Bionik adalah organ yang digerakkan dengan elektronika. 

Cara Kerja Sensor Penciuman Elektronik 

• Metode  Fuzzy Learning Vector Quantization (FLVQ)

Metode flvq merupakan metode jaringan neural buatan berbasis vektor quantization yang mengintegrasikan teori fuzzy dalam proses pembelajarannya dan mempunyai algoritma yang sederhana tetapi berkemampuan tinggu dalam pengenalan aroma.

Sistem penciuman elektronik terdiri dari 3 bagian yaitu pertama, yaitu sistem sensor yang mengubah besaran aroma menjadi besaran listrik, , sistem elektronik yang mengukur besar perubahan frekuensi sensor dan sistem jaringan neural buatan yang melakukan pengenalan aroma.

Fungsi jaringan neural buatan adalah untuk menyerupai kelakuan otak manusia. Dimana beberapa neuron berhubungan rapi satu sama lain.Kemampuan kecepatan, ketepatan dan tingkat keakurasian yang tinggi pada sistem neural sangat dibutuhkan oleh sistem penciuman elektronik. Maka metode fuzzy learning vector quantization sangat diperlukan.

• Metode Quartz Crystal Microbalance (QCM)

Awal alur kerja penciuman elektronik ini adalah dengan memasukkan uap aroma ke ruang sensor lalu uap tersebut akan diekstraksi menjadi komponen penyusun uap. Tiap komponen itu selanjutnya diukur intensitas dan konsentrasinya oleh sensor Quartz Crystal Microbalance (QCM). Guna menangkap uap aroma, osilator dimodifikasi dan diberikan tambahan lapisan zat kimia.

Sumber ini menjelaskan penerapannya. 

Tai Hyun Park dan Jyongsik Jang dari Seoul National University menggabungkan keahlian tim peneliti mereka di bidang bioteknologi dan peranti polimer penghantar, dengan menempelkan protein-protein reseptor penciuman (hOR) pada tabung-nano polimer penghantar. Mereka kemudian melekatkan tabung-tabung nano ini ke sebuah array mikroelektroda untuk membuat transistor efek-medan, yang kemudian memungkinkan perubahan sinyal listrik yang terjadi ketika molekul-molekul bau terikat ke protein reseptor yang akan dideteksi.

Berdasarkan analisis mereka, sistem ini bisa mendeteksi bau sangat baik. Protein reseptor tersebut memiliki gugus-gugus amina pada permukaannya dan polimer-polimer penghantar difungsikan dengan asam karboksilat, sehingga protein dapat diikat ke tabung-nano secara kovalen dengan sebuah ikatan peptida. Ikatan kovalen ini berarti bahwa apabila molekul target terikat ke reseptor, sinyal akan ditransfer sangat efektif ke tabung-nano.

Reseptor yang digunakan pada piranti ini diketahui sangat baik dalam mengikat amil butirat, sebuah ester dengan aroma buah nanas atau buah aprikot yagn digunakan sebagai aditif makanan. Tim ini menemukan bahwa mereka bisa dengan mudah mendeteksi konsentrasi amil butirat yang sangat rendah (femtomolar), tetapi ester-ester terkait (butil- dan heksil-butirat) yang berbeda satu atom karbon dengan senyawa target, tidak menghasilkan respons pada konsentrasi 10 milyar kali lebih tinggi.

“Sensitifitas dan selektifitas peranti ini sangat baik,” komentar Park, “yang menandakan bahwa protein masih berfungsi baik dan tidak dipengaruhi total dengan melekat ke tabung-nano. Kami belum mengetahui pengaruh apa yang dimiliki oleh pengikatan tersebut terhadap pembentukan protein, tetapi kami bisa memahami bahwa pengikatan itu masih berfungsi!”

Walaupun peranti ini memiliki pengaplikasian yang jelas dalam mendeteksi molekul-molekul spesifik, Park menjelaskan bahwa mereka ingin menggunakannya untuk memahami secara lebih baik bagaimana indera penciuman manusia bekerja: “Terdapat sekitar 370 hingga 380 reseptor-reseptor olfaktory berbeda, tetapi banyak diantaranya yang tidak selektif untuk senyawa-senyawa tunggal dan kita tidak tahu apa target dari beberapa diantaranya. Kami ingin mengklonkan berbagai reseptor berbeda dan menempatkannya pada peranti-peranti seperti ini, dan kemudian membuat peranti-peranti dengan kombinasi reseptor-reseptor berbeda, untuk mencoba dan mendeteksi bau-bau yang lebih kompleks dan memahami bagaimana kami membedakannya.”

Reseptor penciuman manusia dilekatkan ke sebuah tabung-nano polimer penghantar yang diletakkan pada dua elektroda.

Jasmina Vidic, dari National Institute of Agricultural Research di Jouy-en-Josas, Perancis, meneliti piranti-piranti hidung bio-elektronik yang melibatkan protein-protein reseptor yang diletakkan dalam dwi-lapis lipid mirip membran sel. “Ini merupakan pertama kalinya saya melihat polimer-polimer penghantar digunakan untuk mengimobilisasi reseptor-reseptor penciuman,” komentar Vidic, “dan karena polimer-polimer ini berikatan kovalen dengan ikatan-ikatan amida mereka sangat stabil. Fakta bahwa polimer-polimer ini bisa secara selektif mendeteksi ligan target berarti bahwa reseptor-reseptor kemungkinan masih dalam bentuk yang baik setelah melekat ke peranti tersebut, yang mana sangat menjanjikan.