Биосенсорлар, құрылысы және қолдануы

Медициналық диагностикада ең алдымен биосенсорлар пайда болды – бұл аналитикалық қондырғы, нақты молекулаларды «тани алатын» және олар туралы ақпаратты және оның көлемін электр сигнал ретінде көрсететін биологиялық материалды қолданылады. Биосенсор екі құрылымды компоненттерден тұратын қондырғы (сур.12). Бірінші компоненті сезімтал, биологиялық табиғатты элементті тани алады (биоселективті мембрана, биоселекті материал - бұл ферменттер, тін клеткалары, микроорганизмдер клеткалары және т.б.), тексерілетін ортада бірден әсер етеді, талданатын қоспамен селективті түрде өзара байланысады. Екінші компонент – физикалық-химиялық өзгертуші (трансдьюсор, ағылшын тілінен transducer - өзгертуші).

талдайтын қоспа биоселективті мембрана өнім өзгертуші

Сурет12. Биосенсор биоселективті мембрана мен өзгертушіден тұрады

Кесте 4. Биосенсорлар сипаттамасы

Трансдьюсор сигналды өзгертуге бейімделген, биологиялық табиғатты элементті және талдайтын қоспа арасындағы танушы элементтінің химиялық немесе биологиялық өзара байланысын электр сигналына өзгертеді. Соңғылары сигналды күшейтетін және тіркейтін, жинақтайтын және мәліметтерді өндейтін (электрохимиялық, спектроскопиялық, термиялық, потенцио- және амперметриялық қондырғылар) электронды және физикалық жүйелер арқылы нақты сандық немесе сапалық қорытындыға өзгерте алады (генерацияланатын сигналдың қуаттылығы тура пропорционалды талданатын қоспалар концентрациясына). Кейбір биосенсорлар «бар-жоқ» принцип бойынша жұмыс істейді, талданатын материалда патогенді микроорганизмдер, атипті клеткалар және т.б. бар не жоқтығы анықталғанда осылай жұмыс істеуі тиімді. Сонымен, биосенсордың бастапқы сатысында көпкомпонентті қоспадан оған арнайы затты биоэлементпен «танып алуы» жүреді. Екінші сатысында биохимиялық реакция туралы ақпаратты электрохимиялық сигнал түріне ауыстырады. Соңғы сатысында трансдьюсор қорытындыны сандық немесе сапалық өндейтін түрге электр сигналын ауыстырып өзгертеді (сур.13).

Айта кету керек, нақты танушы элементі мен өзгертушінің биохимиялық интеграциясы – биосенсорлардың басқа биоаналитикалық жүйелерден айырмашылығы, негізгі ерекшелігі осында.