Биосенсор

Биосенсор (англ. A biosensor) - устройство, использующее биохимические реакции для детекции химических соединений. Ннаноскопические биосенсоры являются структурами, указывающими на присутствие определенных молекул или биологических структур в исследуемых пробах, а также определяющими количество присутствующего в них искомого вещества. Любой биосенсор состоит из двух принципиальных функциональных элементов: биоселектирующей мембраны, использующей различные биологические структуры, и физического преобразователя сигнала (трансдьюсера), трансформирующего концентрационный сигнал в электрический. Для считывания и записи информации используют электронные системы усиления и регистрации сигнала. В качестве биоселектирующего материала используют все типы биологических структур: ферменты, антитела, рецепторы, нуклеиновые кислоты и даже живые клетки. Трансдьюсерами могут быть электрохимические преобразователи (электроды), различного рода оптические преобразователи, гравитационные, калориметрические, резонансные системы. Все виды биоселектирующих элементов можно комбинировать с различными трансдьюсерами. Это создаст большое разнообразие различных типов биосенсоров. Наибольшее развитие получили ферментные и клеточные биосенсоры. Применения клеточных биосенсоров достаточно многообразны. Созданы биосенсоры для селективного определения фенолов, пролина, глутамина, тирозина, молочной и аскорбиновой кислот, глюкозы. Интересные возможности связаны с анализом сульфат-иона, аммония, монометилсульфата. Уникальные возможности обеспечивают клеточные биосенсоры для экспресс-анализа качества воды и сточных вод. Существует метод определения БПК (биологического потребления кислорода) - анализ на определение совокупности органических соединений, которые могут быть использованы микроорганизмами. Традиционный метод требует для получения данных несколько дней. Биосенсор с иммобилизованными клетками позволяет получать эти же результаты в течение нескольких минут.

Схема работы одного вида биосенсора, разработанного чл.-корр. РАНС.А. Лукъяновым

Тезаурус

Биосенсор (A biosensor)

Тематический раздел (поле):  Нанобиотехнологии, Наноэлектроника, Функциональные наноматериалы, Метрология и стандартизация

Функциональный разряд:  Объект

Аскрипторы:  Молекулярные биосенсоры

Отношения  иерархические (род-вид):  Биосенсор → Наноприборы → Наноэлектроника; Нанотехнологии в биологии и медицине → Продукция, изготовленная с применением нанотехнологий; Получение, диагностика и сертификация наноразмерных систем

Отношения ассоциативные:  Биосенсор ~ Активный центр катализатора, Антитело, Белки, Биоинженерия, Биомедицинские микроэлектромеханические системы, Биополимеры, ДНК-зонд, ДНК-микрочип, Кантилевер, Клетка, Лаборатория на чипе, Многофункциональные наночастицы в медицине, Мультиплексный анализ, Кварцевые микровесы, Олигонуклеотид, Олигопептид, Протеомика, Фермент,  Флуоресцентная микроскопия, Катализ, Катализатор

 

Литература по теме

1. Clark L.C., Lyons C. // Ann N.Y. Acad. Sci. 1962. Vol. 102. P. 29-45.
2. Березин И.В., Богдановская В.А., Варфоломеев С.Д. и др. // Докл. АН СССР. 1978. Т. 240. С. 615-619.
3. Биосенсоры. Основы и приложения: Пер. с англ./ Под ред. Э.Тернер, И.Карубе, Дж. Уилсон. – М.:Мир, 1992. – 615 с.
4. Варфоломеев С.Д., Березин И.В. В кн.: Физическая химия: Современные проблемы / Под ред. Я.М. Колотыркина. М.: Химия, 1982. С. 68-94.
5. Корпан Я.И., Ельская А.В. // Биохимия. 1995. Т. 60. С. 1988-1998.
6. Lozinsky V.I. et al. // Biotechnol. Lett. 1984. Vol. 2. P. 43-48.
7. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Oxford:Blackwell Scientific Publications, 1997.-XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins.-Last update (07.09.2009)
8.  Статья Biosensor из Wikipedia, свободной энциклопедии. Доступно под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike.