تبلیغات
مهندسی پزشکی - بیوسنسور

بیوسنسور

نویسنده :مازیار سلیمی
تاریخ:سه شنبه 5 مرداد 1389-01:08 ق.ظ

مفاهیم پایه

بیوسنسور از دو كلمه بیو (bio)‌ به معنی زیست و سنسور (sensor)‌ به معنی حسگر تشكیل شده است. 

 

‌فیزیولوژی

بیوسنسور ها در تشخیص های پزشكی و علوم آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرند. در حال حاضر بیوسنسورهای گلوكز از موفق ترین بیوسنسورهای موجود در بازار هستند كه به اندازه‌گیری غلظت گلوكز خون می پردازند. در پانكراس بیماران دیابتی به میزان كافی انسولین تولید نمی‌شود. در این گونه موارد برای تنظیم مصرف انسولین، سنجش مداوم میزان گلوكز خون ضروری است. این ابزار به بیماران مبتلا به دیابت كمك می كند تا در طول روز به سنجش سطح گلوكز خون خود پرداخته و در زمان های مورد نیاز انسولین تزریق كنند.‌

 

چگونه كار می كند؟

در یك بیوسنسور، عنصر حسگر كه به ماده ای بیولوژیكــ پاسخ می دهد ، دارای طبیعت بیولوژیك است. این عنصر باید به نوعی مبدل متصل شود تا یك پاسخ قابل مشاهده با چشم را تولید كند. بیوسنسور به طور كلی به احساس و اندازه گیری مواد شیمیایی خاصی كه ممكن است فیزیولوژیك نیز باشد، مربوط می شوند. معمولا این مواد را ) substra زیر لایه) می نامند، در حالی كه واژه ی كلی‌تر آن آنالیت است. یك بیوسنسور را می توان به عنوان ابزاری كه از تلفیق یك حسگر بیولوژیك متصل به یك  مبدل  حاصل می شود، تعریف كرد. مبدل عمل شناسایی را انجام می دهد،‌آنچه توسط مبدل شناسایی می شود توسط قسمت ردیابی بیولوژیك (بیو رسپتور) جذب می شود و سپس با عبور مجدد از مبدل سیگنال تولید می شود.

عملكرد بیوسنسورها كاملا انتخابی است،‌(به یك مولكول یا آنالیت خاص پاسخ می دهند و از واكنش با سایر مواد جلوگیری می شود.(

 

قسمت های مختلف بیوسنسور

1- قسمت ردیابی بیولوژیك (بیو رسپتور: ) این قسمت یكی از مهمترین قسمت های  یك بیوسنسور است.

2- مبدل (ترانسدیوسر: ) جهت شناسایی از آن استفاده می شود. مبدل،تغییر قابل مشاهده (فیزیكی یا شیمیایی) را به یك پیغام قابل اندازه گیری، كه بزرگی آن متناسب با غلظت ماده یا گروهی از مواد مورد سنجش است، تبدیل می كند. 

3- سیستم خروجی: به منظور تولید سیگنال از آن استفاده می شود.

شكل1 بلوك دیاگرام یك بیوسنسور را نشان می‌دهد. كاتالیزورهای حیاتی (a)‌، زیر لایه را به فراورده تبدیل می كنند. این واكنش توسط مبدل (b)‌ تعیین می شود كه آن را به یك سیگنال الكتریكی تبدیل می كند. خروجی مبدل به وسیله تقویت كننده (c)‌ تقویت می شود و سپس پردازش شده (d)‌ و در نهایت در خروجی (e) نمایش داده می شود. 

 

طبقه بندی بیوسنسورها

 ‌از نظر ماهیت عملكرد و ساختار بیوشیمیایی و بیولوژیك می توان بیوسنسورها  را به سه دسته كلی تقسیم نمود.

1- بیوكاتالیتیك (مانند آنزیم ها(

2- ایمونولوژیك (مانند آنتی بادی ها(

3- اسید نوكلئیك (مانند (DNA‌

از نظر نوع تبدیلی كه انجام می‌دهندنیز به چهار دسته تقسیم می شوند.

 

1- مبدل های الكترو شیمیایی

مبدل های الكتروشیمیایی به سه دسته پتانسیومتری  تقسیم می شوند(این روش مبتنی بر اندازه گیری پتانسیل یك پیل در جریان صفر است.این پتانسیل با لگاریتم غلظت ماده مورد سنجش متناسب است، (ولتامتری) یك پتانسیل به پیل اعمال می شود تا اكسایش (یا كاهش) ماده مورد سنجش اتفاق افتد و یك افزایش یا كاهش در جریان پیل ایجاد شود.این روش به آمپرمتری معروف است و رسانایی سنجی  محلول های حاوی یون هادی الكترون هستند.بزرگی این رسانایی در اثر واكنش شیمیایی تغییر می یابد.رابطه بین رسانایی و غلظت به طبیعت واكنش وابسته است.

 

2- نوری

روش های مورد استفاده در بیوسنسورهای نوری شامل طیف سنجی جذب، طیف سنجی فلورسانس، طیف سنجی انعكاس داخلی،  پراش نور است.

 

3- پیزوالكتریك

این ابزارها مبتنی بر تولید جریان در اثر ارتعاش در یك بلورند. فركانس ارتعاش توسط جرم جذب شده بر روی سطح تحت تاثیر قرار می گیرد.

 

4-  گرمایی یا گرماسنجی

تمام فرایندهای شیمیایی با تولید یا جذب انرژی همراه هستند. این حرارت را می توان با یك ترمیستور حساس اندازه گیری كرد و آن را به میزان واكنش نسبت داد

 

منابع

En.wikipedia.org‌

www.irbme.ir‌

 www.dezmed.ir‌

www.lsbu.ac.ir/biosensor‌

محسن زمیاد - احسان آرا - علیرضا حق نگهدار

نفیسه معصومی- مونا اكراد جلیلوند، سمینار بیوسنسور





داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر




Admin Logo
themebox Logo