Биосенсор–это интегральная система, которая способна воспринимать и преобразовывать специфичную количественную или полуколичественную аналитическую информацию с использованием биологического распознающего элемента (биохимического рецептора), находящегося в тесном контакте с преобразователем. Биосенсор отличается от любой биоаналитической системы прежде всего тем, что при его использовании в анализе нет необходимости в дополнительных процедурах, таких как добавление реагентов к анализируемой системе.
Биосенсор является аналитическим устройством, содержащим биологический материал (ткани, клетки микроорганизмов, органеллы, клеточные рецепторы, ферменты, иммуноактивные компоненты,нуклеиновые кислоты и т.д.), находящийся в непосредственном контакте с физико-химическим преобразователем или преобразующей микросистемой, представленными оптическим, электрохимическим, термометрическим, пьезоэлектрическим или магнитометрическим устройствами.
Согласно всем определениям, биосенсор представляет собой комбинацию биологического компонента и инструментального средства измерения (физико-химического анализатора). Согласно общепринятой терминологии, биосенсор состоит из следующих составных частей:
1. Биорецептор, биорецепторный элемент, биораспознающий элемент – основной, анализирующий элемент сенсора, содержащий биологический материал, реакция которого регистрируется преобразователем.
2. Преобразователь, трансдуктор, электрод – физический сенсор (физико-химический преобразователь), регистрирующий изменениефизико-химических свойств биоматериала, составляющего биорецептор.
3. Блок регистрации и обработки данных – аналоговый или цифровой блок(и), производящий регистрацию сигналов преобразователя (биорецептора), его предварительную обработку (сглаживание, выделение сигнала из шума) и оценку основных параметров. Функциями этого блока является также построение калибровочной зависимости сенсора, вычисление концентрации анализируемого соединения и представление результатов измерения на индикаторном устройстве.
Самый известный пример коммерческого биосенсора— это биосенсор для измерения уровня глюкозы в крови, в котором используется фермент глюкозоксидаза для расщепления содержащейся в крови глюкозы. В процессе расщепления фермент сначала окисляет глюкозу и использует два электрона для восстановления ФАД (компонент фермента) в ФАДН2, который, в свою очередь, окисляется в несколько ступеней электродом. Результирующий ток пропорционален концентрации глюкозы. В этом случае, электрод является преобразователем, а фермент — биоселективным элементом.
Биосенсоры позволяют проводить непрерывный контроль биохимических процессов в биотехнологии, определять качество пищевых продуктов, их состав, содержание токсинов, антибиотиков, выполнять экологический мониторинг. Достижения в области биосенсоров, предназначенных для пищевой промышленности, отражены в ряде обзоров.Ферментные биосенсоры обычно используют для мониторинга низкомолекулярных соединений, таких как глюкоза, аминокислоты и антибиотики. Иммуносенсоры нашли широкое применение для детекции патогенных бактерий, токсинов и пестицидов в пищевых продуктах.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему