Mik azok a bioérzékelők?

A “bioszenzor” kifejezés a “biológiai érzékelő” rövidítése. Az eszköz egy átalakítóból és egy biológiai elemből áll, amely lehet egy enzim, egy antitest vagy egy nukleinsav. A bioelem kölcsönhatásba lép a vizsgált analittel, és a biológiai választ a transzducer elektromos jellé alakítja át. A bioérzékelőket az adott alkalmazástól függően immunérzékelőknek, optródoknak, rezonáns tükröknek, kémiai kanáriknak, biochipeknek, glükométereknek és biokomputereknek is nevezik. A bioszenzor általánosan idézett definíciója:

“Kémiai érzékelő eszköz, amelyben egy biológiai eredetű felismerést egy átalakítóhoz kapcsolnak, hogy lehetővé tegyék valamilyen összetett biokémiai paraméter mennyiségi fejlesztését.”

A bioszenzor részei

Minden bioszenzor tartalmaz:

• egy biológiai komponenst, amely érzékelőként működik
• egy elektronikus komponenst, amely érzékeli és továbbítja a jelet

Bioszenzor elemek

A bioszenzorban bioelemként különböző anyagok használhatók. Ilyenek például:

• Nukleinsavak
• Fehérjék, beleértve az enzimeket és az antitesteket. Az antitest alapú bioszenzorokat immunszenzoroknak is nevezik.
• Növényi fehérjék vagy lektinek
• Komplex anyagok, például szövetszeletek, mikroorganizmusok és organellák

A szenzor és az analit kölcsönhatásakor keletkező jel lehet elektromos, optikai vagy termikus. Ezt egy megfelelő átalakító segítségével egy mérhető elektromos paraméterré – általában árammá vagy feszültséggé – alakítják át.

Alkalmazások

A bioszenzoros szondák egyre kifinomultabbá válnak, főként két technológiai terület – a mikroelektronika és a biotechnológia – fejlődésének köszönhetően. A bioszenzorok rendkívül értékes eszközök az analitok széles spektrumának mérésére, beleértve a szerves vegyületeket, gázokat, ionokat és baktériumokat.

A bioszenzorok története

A bioszenzorok eredetét jelző első kísérletet Leland C. Clark végezte. Clark kísérletéhez platina (Pt) elektródákat használt az oxigén kimutatására. A glükóz-oxidáz (GOD) enzimet úgy helyezte nagyon közel a platina felületéhez, hogy egy darab dialízismembránnal az elektródákhoz szorította. Az enzim aktivitása a környező oxigénkoncentráció függvényében változott. A glükóz a glükózoxidázzal (GOD) glükonsavvá reagálva két elektront és két protont termel, ezáltal redukálja a GOD-ot. A redukált GOD, az elektronok, a protonok és a környező oxigén reakciója hidrogén-peroxidot és oxidált GOD-ot (az eredeti formát) eredményez, így több GOD áll rendelkezésre a további glükóz reakciójához. Minél magasabb a glükóztartalom, annál több oxigén fogy el, és minél alacsonyabb a glükóztartalom, annál több hidrogén-peroxid keletkezik. Ez azt jelenti, hogy vagy a hidrogén-peroxid növekedése, vagy az oxigén csökkenése mérhető a glükózkoncentráció jelzésére.

További olvasmányok

• Minden bioszenzor tartalom
• Bioszenzor alkalmazások
• Bioszenzor alapelvek
• Bioszenzorok és élelmiszeripar
• Bioelemek felületi rögzítése

.