Благодаря своим свойствам биосенсоры находят применение во многих областях человеческой деятельности. В с/х и пищевой промышленности биосенсоры используются для контроля качества продукции (биосенсор на основе тиллакоидов шпината для определения концентрации гербицидов). Чаще всего в пищевой промышленности используются сенсоры для определения крахмала, сахаров и этилового спирта.
В экологии биосенсоры используются для мониторинга параметров окружающей среды. Например, биосенсор для определения хим состава сточных вод. Датчик позволяет определять концентрации орг веществ в воде и детектировать в среде наличие гербицидов и мутогенов. Для определения концентрации фосфорорганических пестицидов на основе электрода Кларка разработаны биосенсоры, в которых чувствительным элементом является иммобилизованная в целлюлозную мембрану холиноксидаза либо бутирилхолиноксидаза. Разработаны амперометрические микробные биосенсоры, в которых уровень загрязнения окруж среды определяется по влиянию вредных веществ на дыхание микробных компанентов.
В медицине биосенсоры применяются при биохимическом скрининге жидких сред организма во время массовых обследований, для непрерывного мониторинга физиологических параметров больных, как первичные датчики при разработке систем биохимического протезирования. Спекторофотометрические и храматографические методы, которые традиционно используются для определения орг веществ, малопригодны для измерения в режиме on-line. Этим обусловлены интенсивные исследования и разработки биосенсоров.
Самым распространенным в настоящее время является амперометрический биосенсор на основе иммобилизованной глюкозоксидазы для определения сахара в крови. Этот биосенсор является самым "древним". В настоящее время для определения глюкозы создано наибольшее число различных биосенсоров, что связано с необходимостью контроля за содержанием сахара в биологических жидкостях, например в крови, при диагностировании и лечении некоторых заболеваний, прежде всего диабета. Преимущество данного типа биосенсора состоит прежде всего в его высокой селективности. Избирательность подобных биосенсоров определяется высокой специфичностью глюкозоксидазы и природой электрохимической реакции, в которой участвуют компоненты ферментативного процесса. В целом класс ферментов - оксидаз является высокоспецифичным по отношению к определяемым субстратам.
В литературе описаны другие биосенсоры подобного типа, ряд которых применяется на практике.
С помощью биосенсоров можно решить и обратную задачу: при некоторой определенной концентрации субстрата оценивать активность собственно фермента по величине измеряемого сигнала ( потенциала, тока и т. д.). Из описания работы фермента следует, что измеряемый сигнал зависит не только от концентрации субстрата, но и от каталитической активности биологического преобразователя, то есть фермента. Такое использование
4. биосенсоров позволяет измерить активность большого числа ферментов, например в крови. Оценка активности ферментов, связанных с сердечной деятельностью, таких, как аспартамаминотрансфераза, креатинкиназа, позволяет в клинических условиях оценивать глубину инфаркта миокарда. Измерения активности фермента амилазы используются в педиатрии.
Предполагается, что в будущем биосенсоры будут широко применяться в сельском хозяйстве, ветеринарии, в качестве средств защиты человека (для обнаружения нервно-паралитических газов, токсинов и взрывчатых веществ) и окружающей среды (главным образом, для выявления загрязнений). Во всех этих сферах использования биосенсоров увеличивается ежегодно примерно на 30%.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему