Luktsinnet är ett av djurarternas grundläggande sinnen. Det är avgörande för att hitta mat, inse attraktion och känna fara. Människor upptäcker lukter, eller luktämnen, med luktreceptorer som uttrycks i luktnervceller. Dessa luktintryck av luktämnen på nervceller är förknippade med deras molekylära egenskaper och fysikalisk-kemiska egenskaper. Detta gör det möjligt att skräddarsy dofter för att skapa ett avsett doftintryck. Nuvarande metoder förutsäger endast luktintryck från de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos luktämnen. Men den metoden kan inte förutsäga avkänningsdata, vilket är oumbärligt för att skapa lukter.

För att ta itu med denna fråga har forskare från Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) använt den innovativa strategin för att lösa det omvända problemet. Istället för att förutsäga lukten från molekylära data, förutsäger denna metod molekylära egenskaper baserat på luktintrycket. Detta uppnås med hjälp av standardmodeller för masspektrumdata och maskininlärning (ML).

"Vi använde en maskininlärningsbaserad luktprediktiv modell som vi tidigare utvecklat för att få luktintrycket. Sedan förutspådde vi masspektrumet från luktintryck omvänt baserat på den tidigare utvecklade framåtmodellen", förklarar professor Takamichi Nakamoto, ledaren för forskningssatsningen från Tokyo Tech. Resultaten har publicerats i PLOS ONE .

Masspektra för luktblandningar erhålls genom en linjär kombination av masspektra av enskilda komponenter. Denna enkla metod möjliggör snabb beredning av de förutsagda spektra av luktblandningar och kan också förutsäga det nödvändiga blandningsförhållandet, en viktig del av receptet för ny luktberedning.

"Vi visar till exempel vilka molekyler som ger masspektrumet av äppelsmak med förstärkta "frukt" och "söta" intryck. Vår analysmetod visar att kombinationer av antingen 59 eller 60 molekyler ger samma masspektrum som det som erhålls från de angivna luktintryck. Med denna information, och det korrekta blandningsförhållande som behövs för ett visst intryck, kunde vi teoretiskt förbereda den önskade doften", säger Prof. Nakamoto.

Denna nya metod som beskrivs i denna studie kan ge mycket exakta förutsägelser av de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos luktblandningar, såväl som de blandningsförhållanden som krävs för att förbereda dem, och därigenom öppna dörren till oändliga skräddarsydda dofter. + Utforska vidare

Artificiell återskapande av lukter med hjälp av en flerkomponents olfaktorisk display