Први биосензор изумио је 1950. године амерички биохемичар „Л.Л. Цларк“. Овај биосензор се користи за мерење кисеоника у крви, а електрода која се користи у овом сензору назива се Цларкова електрода или електрода за кисеоник. После тога је на кисеоничну електроду нанесен гел са ензимом глукоза оксидирајући за израчунавање шећера у крви. Сходно томе, ензим уреаза је коришћена са електродом која је изумљена посебно за јоне НХ4 ++ за израчунавање урее у течностима тела као што су урин и крв.
На тржишту су доступне три генерације биосензора. У првом типу биосензора, реакција производа се распршује на сензор и изазива електричну реакцију. У другом типу, сензор посебно укључује посреднике између сензора и одзива како би произвео бољи одзив. У трећем типу одговор сам изазива реакцију и ниједан посредник није директно укључен. Овај чланак даје преглед биосензора, рад биосензора, различите врсте и његове примене.
Шта је биосензор?
Биосензори се могу дефинисати као аналитички уређаји који укључују комбинацију биолошких детекционих елемената попут сензорског система и претварача. Када упоредимо са било којим другим постојећим дијагностичким уређајем, ови сензори напредују у условима селективности као и осетљивости. Тхе примене ових биосензора углавном укључују проверу еколошке контроле загађења, у пољопривреди, као и прехрамбеној индустрији. Главне карактеристике биосензора су стабилност, цена, осетљивост и поновљивост.
Главне компоненте биосензора
Тхе блок дијаграм биосензора укључује три сегмента, наиме, сензор, претварач и придружене електроне. У првом сегменту сензор је реагујући биолошки део, други сегмент је детекторски део који мења резултујући сигнал из контакта аналита и за резултате које приказује на приступачан начин. Завршни одељак састоји се од појачало који је познат као склоп за кондиционирање сигнала, јединица приказа као и процесор.
Принцип рада биосензора
Обично се одређени ензим или преферирани биолошки материјал деактивира неким уобичајеним методама, а деактивирани биолошки материјал је у блиском контакту са претварачем. Аналит се повезује са биолошким објектом да би обликовао бистри аналит који заузврат даје електронску реакцију која се може израчунати. У неким примерима, аналит се мења у уређај који може бити повезан за пражњење гаса, топлоте, јона електрона или јона водоника. У ово, претварач може да измени претворени уређај у електричне сигнале који се могу мењати и израчунавати.
Рад биосензора
Електрични сигнал претварача је често низак и прекрива се на прилично високој основној линији. Генерално, обрада сигнала укључује одузимање сигнала основне линије положаја, добијеног од повезаног претварача без било каквог покривача биокатализатора.
Упоредно спор карактер биосензорне реакције значајно олакшава проблем филтрирања електричног шума. У овој фази, директни излаз биће аналогни сигнал, али је преиначен у дигитални облик и прихваћен микропроцесор фаза у којој се информације напредују, утиче на жељене јединице и о / п у складиште података.
Врсте биосензора
Различите врсте биосензора класификоване су на основу сензорског уређаја као и биолошког материјала о коме се говори у наставку.
1. Електрохемијски биосензор
Генерално, електрохемијски биосензор заснован је на реакцији ензимске катализе која троши или генерише електроне. Такве врсте ензима назване су Редок ензими. Подлога овог биосензора обично укључује три електроде као што су бројач, референтни и радни тип.
Објектни аналит је укључен у одговор који се дешава на површини активне електроде, а ова реакција може такође довести до преноса електрона преко двослојног потенцијала. Струја се може израчунати са задатим потенцијалом.
Електрохемијски биосензори су класификовани у четири врсте
- Амперометријски биосензори
- Потенциометријски биосензори
- Импедиметријски биосензори
- Волтаметријски биосензори
2. Амперометријски биосензор
Амперометријски биосензор је самостални уграђени уређај заснован на количини струје која произлази из оксидације и нуди тачне квантитативне аналитичке информације.
Генерално, ови биосензори имају време реакције, распон енергије и осетљивост упоредиви са потенциометријским биосензорима. Једноставни амперометријски биосензор који се често користи укључује електроду „Цларк кисеоник“.
Правило овог биосензора заснива се на количини протока струје између контра електроде и рада која је подстакнута редокс реакцијом на радној електроди. Избор центара за аналит је од суштинске важности за широк избор примена, који укључује високопропусни скрининг лекова, контролу квалитета, проналажење и руковање проблемима и биолошку проверу.
3. Потенциометријски биосензори
Ова врста биосензора пружа логаритамски одговор помоћу високог енергетског опсега. Ови биосензори се често довршавају праћењем производње електрода прототипова који леже на синтетичкој подлози, прекривеној полимером који је повезан и повезан је неки ензим.
Састоје се од две електроде које изузетно реагују и јаке су. Омогућавају препознавање аналита у фазама пре него што се то може постићи само помоћу ХПЛЦ, ЛЦ / МС и без тачне припреме модела.
Све врсте биосензора углавном заузимају најмање припреме узорака, јер је компонента биолошке детекције изузетно пробирљива и користи се за аналитика у проблему. Променама физичких и електрохемијских, сигнал ће се генерисати у слоју проводног полимера услед модификације која се дешава на спољној страни биосензора.
Ове промене могу се приписати јонској сили, хидратацији, пХ и редокс реакцијама, касније као ознака ензима који се окреће изнад супстрата. У ФЕТ-овима , терминал капије је промењен антителом или ензимом, такође може осетити врло ниску пажњу различитих аналита јер захтевани аналит према граничном терминалу чини модификацију у одводу на изворну струју.
4. Импедиметријски биосензори
ЕИС (Електрохемијска импедансна спектроскопија) је индикатор који реагује на широк спектар физичких и хемијских својстава. Тренутно се примећује растући тренд ка ширењу импедиметријских биосензора. Технике Импедиметриц-а су изведене за разликовање проналаска биосензора као и за испитивање катализованих одговора ензима лектина, нуклеинских киселина, рецептора, целих ћелија и антитела.
5. Волтаметријски биосензор
Ова комуникација је основа новог волтаметријског биосензора који примећује акриламид. Овај биосензор је изграђен помоћу електроде за угљенични лепак прилагођену Хб (хемоглобин), која укључује четири простате групе порубља (Фе). Ова врста електрода показује реверзибилни поступак оксидације или редукције Хб (Фе).
Физички биосензор
У условима класификације, физички биосензори су најосновнији и широко коришћени сензори. Главне идеје које стоје иза ове категоризације такође се дешавају током испитивања људских умова. Као општа метода рада иза интелигенције слуха, вида, додира је реаговање на спољне физичке стимулусе, па је сваки уређај за откривање који нуди реакцију на физичко поседовање медија назван физичким биосензором.
Физички биосензори су класификовани у две врсте и то пиезоелектрични биосензор и термометријски биосензор.
Пиезоелектрични биосензори
Ови сензори су колекција аналитичких уређаја који раде на закону „снимања интеракције афинитета“. Платформа пиезоелектрика је сензорски елемент који ради на закону трансформације осцилација услед скочног сакупљања на површини пиезоелектричног кристала. У овој анализи, биосензори који имају модификовану површину са антигеном или антителом, молекуларно утиснутим полимером и наследним информацијама. Проглашени делови за детекцију обично се обједињују помоћу наночестица.
Термометријски биосензор
Постоје разне врсте биолошких реакција које су повезане са проналаском топлоте, што чини основу термометријских биосензора. Ови сензори се обично називају термичким биосензорима
Термометријски- за мерење се користи биосензор или процените ниво холестерола у серуму. Како холестерол добије оксидовани ензим преко холестерола, оксидираће се топлота која се може израчунати. Слично томе, помоћу ових биосензора могу се извршити процене глукозе, урее, мокраћне киселине и пеницилина Г.
Оптички биосензор
Оптички биосензор је уређај који користи оптички принцип мерења. Они користе оптичка влакна као и оптоелектронски претварачи. Израз оптроде представља компресију два појма оптичка и електрода. Ови сензори углавном укључују антитела и ензиме попут трансдукционих елемената.
Оптички биосензори омогућавају сигурно неелектрично неприступачно очитавање опреме. Додатна предност је што им често нису потребни референтни сензори, јер се упоредни сигнал може произвести употребом сличног извора светлости попут сензора за узорковање. Оптички биосензори су класификовани у два типа, односно директни оптички биосензор за детекцију и означени биосензор за оптичку детекцију.
Носиви биосензори
Носиви биосензор је дигитални уређај који се користи на људском телу у различитим носивим системима попут паметних сатова, паметних кошуља, тетоважа који омогућавају ниво глукозе у крви, БП, брзину откуцаја срца итд.
У данашње време можемо приметити да ови сензори свету дају сигнал побољшања. Њихова боља употреба и лакоћа могу пружити оригинални ниво искуства у стању кондиције пацијента у стварном времену. Ова доступност података омогућиће врхунски клинички избор и утицаће на побољшане здравствене резултате и изузетно способну употребу здравствених система.
За људе, ови сензори могу помоћи у превременом препознавању здравствених радњи и спречавању хоспитализације. Могућност ових сензора да смање боравак у болници и поновни пријем дефинитивно ће привући позитивну свест у наредној будућности. Такође, истражне информације кажу да ће ВБС дефинитивно носити исплативу носиву здравствену опрему у свет.
Примене биосензора
Последњих година ови сензори су постали веома популарни и применљиви су у различитим областима која су наведена у наставку.
- Уобичајена провера здравствене заштите
- Мерење метаболизма
- Скрининг за болест
- Лечење инсулином
- Клиничка психотерапија и дијагноза болести
- У Војни
- Примене у пољопривреди и ветерини
- Побољшање дроге, откривање преступа
- Обрада и надзор у индустрији
- Контрола еколошког загађења
Из горњег чланка, коначно, то можемо закључити биосензори и биоелектроника користе се у многим областима здравства, истраживања наука о животу, животне средине, хране и војне примене. Даље, ови сензори могу бити побољшани као нанобиотехнологија. Најбољи пример будуће употребе нанобиотехнологије укључују електронски папир, контактна сочива и Нокиа морпх. Ево питања за вас, шта су носиви биосензори?
