^ Наверх

Добьёмся успеха вместе!


0

Биосенсорная технология сочетает в себе достижения биологии и современной микроэлектроники.

Идея создания подобного рода устройств существует уже достаточно давно. Так, в 1922 году был создан первый стеклянный рН-метрический электрод, в 1956 году – выпущен первый промышленный образец кислородного электрода Кларка, а в 1962 появилось первое описание биосенсора. Идея Кларка состояла в использовании ферментного электрода - электрохимического датчика с иммобилизованным на его поверхности ферментом. За прошедшие десятилетия эта идея получила достаточное развитие. Создано и исследовано много систем, некоторые из которых получили апробирование и промышленную реализацию.

Сегодня биосенсор - это устройство, в котором чувствительный слой, содержащий биологический материал: ферменты, ткани, бактерии, дрожжи, антигены/антитела, липосомы, органеллы, рецепторы, ДНК, непосредственно реагирующий на присутствие определяемого компонента, генерирует сигнал, функционально связанный с концентрацией этого компонента.

Большинство биосенсоров ориентированы на анализ биологических жидкостей. Задача заключается в том, чтобы быстро и эффективно производить высокоточный качественный и количественный биохимический анализ любых жидких сред в режиме реального времени.

Конструктивно биосенсор представляет собой комбинированное устройство, состоящее из двух преобразователей, или трансдьюсеров, - биохимического и физического, находящихся в тесном контакте друг с другом.

Рисунок - Общая схема устройства биосенсоров

Биохимический преобразователь, или биотрансдьюсер, выполняет функцию биологического элемента распознавания, преобразуя определяемый компонент, а точнее, информацию о химических связях в физическое или химическое свойство или сигнал, а физический преобразователь это свойство фиксирует с помощью специальной аппаратуры. В данном случае реализуется принципиально новый способ получения информации о химическом составе раствора. Наличие в устройстве биоматериала с уникальными свойствами позволяет с высокой селективностью определять нужные соединения в сложной по составу смеси, не прибегая ни к каким дополнительным операциям, связанным с использованием других реагентов, концентрированием и т. д. (отсюда и название - безреагентные методы анализа).

Существует большое разнообразие физических трансдьюсеров: электрохимические, спектроскопические, термические, пьезоэлектрические, трансдьюсеры на поверхностных акустических волнах и т.п. В настоящее время наибольшее распространение получили электрохимические преобразователи. Одни из них генерируют потенциал на специальном электроде, на поверхность которого нанесен слой биоматериала, другие генерируют электрический ток реакции продукта превращения определяемого вещества на поверхности электрода, вызванного биоматериалом. Другими словами, существуют потенцио- и амперометрические биосенсоры. Если физический преобразователь использует изменение светопоглощения в области биослоя, то такой биосенсор называется, например, оптоволоконным, поскольку измеряемый сигнал будет передаваться измерительному прибору по оптическому волокну. Соответствующий физический преобразователь по аналогии с электродом называют оптродом. По названию преобразователя можно сделать вывод о характере физического свойства, которое измеряется аппаратно, причем, как правило, при таком измерении используется микропроцессорная техника, позволяющая сделать устройство достаточно компактным.

Особенную важность в настоящее время это направление приобретает применительно к практической медицине. Существует большая объективная потребность проводить экспресс-анализы как в клинических, так и в бытовых, а может даже и полевых условиях с целью ранней диагностики таких быстро развивающихся патологий, как инсульт, инфаркт, сердечная недостаточность и многих других. 

Комментарии отсутствуют
Добавление комментариев доступно только зарегистрированным пользователям
Google+