SCOPUS
SCIE
Feasibility of using a bacteriophage-based structural color sensor for screening the geographical origins of agricultural products
저자
Seol, Daun ; Moon, Jong-Sik ; Lee, Yujin ; Han, Jiye ; Jang, Daeil ; Kang, Dong-Jin ; Moon, Jiyoung ; Jang, Eunjin ; Oh, Jin-Woo ; Chung, Hoeil
발행기관
학술지명
Spectrochimica acta. Part A, Molecular and biomolecular spectroscopy
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
159-165(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>An M13 bacteriophage-based color sensor, which can change its structural color upon interaction with a gaseous molecule, was evaluated as a screening tool for the discrimination of the geographical origins of three different agricultural products (garlic, onion, and perilla). Exposure of the color sensor to sample odors induced the self-assembled M13 bacteriophage bundles to swell by the interaction of amino acid residues (repeating units of four glutamates) on the bacteriophage with the odor components, resulting in a change in the structural color of the sensor. When the sensor was exposed to the odors of garlic and onion samples, the RGB color changes were considerable because of the strong interactions of the odor components such as disulfides with the glutamate residues on the sensor. Although the patterns of the color variations were generally similar between the domestic and imported samples, some degrees of dissimilarities in their intensities were also observed. Although the magnitude of color change decreased for perilla, the color change patterns between the two groups were somewhat different. With the acquired RGB data, a support vector machine was employed to distinguish the domestic and imported samples, and the resulting accuracies in the measurements of garlic, onion, and perilla samples were 94.1, 88.7, and 91.6%, respectively. The differences in the concentrations of the odor components between both groups and/or the presence of specific components exclusively in the odor of one group allowed the color sensor-based discrimination. The demonstrated color sensor was thus shown to be a potentially versatile and simple as an on-site screening tool. Strategies able to further improve the sensor performance were also discussed.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> An M13 bacteriophage-based color sensor was used to discriminate different sample groups. </LI> <LI> It was evaluated for discrimination of the geographical origins of garlic, onion and perilla samples. </LI> <LI> Interaction of amino acid residues on the sensor with sample odors changed its structural color. </LI> <LI> The discrimination between domestic and imported garlic samples by the sensor was possible. </LI> <LI> The improvement of sensitivity was further necessary in the discrimination of perilla samples. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical Abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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