بیوسنسورها(زیست حسگرها)

آیشن

New member
سلام
میتونید چند موضوع سمینار در زمینه بیوسنسورها به من پیشنهاد بدید؟
 

Hamidvet

New member
موضوع جالبیه

منم دوست دارم راجعش اطلاعات بدست بیارم
 

aaram

New member
سلام... یکی از موضوعات میتونه استفاده از بیوسنسورها در تشخیص و درمان بیماری های عفونی باشه.
 

aaram

New member
این مطالب رو قبلا داشتم درباره بیوسنسورها شاید به دردتون بخوره


در گذشته جهت انجام آنالیزهای مختلف ابزار هایی استفاده می شد که اكثر اين آناليزها به پالايش پيشين نيازداشتند كه نسبت به زمان عمل آوري، زمان بيشتري لازم بودكه انجام آنلاين آنها را براي اهداف كنترلي غير ممكن مي ساخت . با اين وجود ، در ارگانيسم هاي زنده ، تركيبات بيولوژيكي مثل آنتي بادي ها و آنزيم ها به عنوان دستگاه هاي كنترل كننده و سنسورهاي طبيعي عمل مي كنند. قابليت ايزوله سازي و تصفيه كردن اين پروتئين ها و ساير عناصر بيولوژيكي همچون سلول ها و اندامك ها ادغام آنها را با دستگاه هاي تبديل فيزيكوشيميايي براي توليد بيوسنسورها امكان پذير مي سازد .

بيشترين كاربرد زيست حسگرها در تشخيص هاي پزشكي و علوم آزمايشگاهي است. در حال حاضر بيوسنسورهاي گلوكز از موفق ترين بيوسنسورهاي موجود در بازار هستند كه به اندازه گيري غلظت گلوكز خون مي پردازند. در پانكراس بيماران ديابتي به ميزان كافي انسولين توليد نمي شود. در اينگونه موارد براي تنظيم مصرف انسولين، سنجش مداوم ميزان گلوكز خون ضروري است. اين ابزار به بيماران مبتلا به ديابت كمك مي كند تا در طول روز به سنجش سطح گلوكز خون خود پرداخته و در زمانهاي مورد نياز انسولين تزريق كنند.


تعریف بیوسنسور: دستگاه آناليتي كاملي است كه ماده بيولوژيكي اكتيو را در تماس نزديك با يك عنصر تبديلي مناسب قرار مي دهد تا غلظت يا فعاليت گونه هاي شيميايي را در هر نوع نمونه شناسايي كند.

تاریخچه :

* سال 1916 : اولین گزارش از بی تحرک کردن پروتئین ها ارائه شد . نخستین بار مفهوم حسگرهای زیستی توسط Dr. Leland C Clark در اوایل سالهای ۱۹۶۰ با “enzyme electrode” برای اندازه گیری غلظت گلوکز برای بیماران دیابتی توسط آنزیم گلوکز اکسیداز معرفی شد.سال 1975 : اولین بیوسنسور میکروبی و اولین ایمنوسنسور ارائه شد .

اساس بیوسنسور :

اصل شناسایی بیوسنسور بر مبنای واکنش بین آنالیت مورد نظر و سیستم های بیولوژیکی است.در نتیجه این فعل و انفعال خاص تغییراتی در یک یا چند خاصیت فیزیکی و شیمیایی (pH،انتقال الکترون،انتقال حرارت،تغییر پتانسیل یا جرم،تغییر در خواص نوری و...) صورت میگیرد.این تغییرات و فعل و انفعالات توسط یک مبدل اندازه گیری می شوند.


اجزای اصلی بیوسنسور:

1. گیرنده های زیستی(بیورسپتورها) 2. مبدل زیستی یا عنصر شناساگر
3. پردازشگر سیگنال 4. خروجی

* گیرنده های زیستی : یک گیرنده زیستی ماده ای است که با آنالیت تحت مطالعه واکنش میدهد.بیوسنسورها می توانند مطابق با انواع رایج فعل وانفعالات بیورسپتور طبقه بندی شوند.

تقسیم بندی بیوسنسورها بر اساس گیرنده های زیستی :

1. بیوسنسور آنزیمی:غالبا آنزیمهای اکسیدوردوکتازها به کار می روند. آنزيم ها در سطح مبدل توسط جذب سطحي ، چسبندگي كووالانسي ، به دام افتادن در ژل يا پليمر توليد شده به صورت الكتروشيميايي در غشاهاي بي ليپيد bilipid) )يا در محلول پشت غشاي انتخابي ساكن مي شوند.

2. بیوسنسور بر مبنای آنتی بادی :آنتي بادي ها معمولا بر روي سطح مبدل توسط اتصال كووالانسي در مجاورت گروه هاي آمينو ، كربوكسيل ، آلدئيد يا سولفيدريل بي حركت مي شوند. سطح مبدل بايد با گروه هاي آمينو ، كربوكسيل ، هيدروكسيل و غيره عملگر شود این رویدادهای پیوندی منجر به تغییر فیزیکوشیمیایی میشوند که در ترکیب با یک ردیاب همچون مولکولهای فلورسنت،آنزیمها یا رادیو ایزوتوپ ها میتوانند یک سیگنال تولید کنند.

3. بیوسنسور بر مبنای میکروب:استفاده از ميكروارگانيسم ها به عنوان عناصر بيولوژيكي در بيوسنسورها براساس سنجش متابوليسم آنها است در بسياري از موارد از طريق مصرف اكسيژن و دي اكسيد كربن انجام مي شود و در اكثر موارد، بصورت الكتروشيميايي اندازه گيري مي شود.

4. بیوسنسور بر مبنای هیبرید شدن اسید نوکلئیک : شوند.فرایند شناختی بر مبنای اصل جفت شدن بازهای آلی مکمل:آدنین-تیمین و سیتوزین-گوانین در DNA میباشد.اگر توالی هدف اسید نوکلئیک شناخته شده باشد،توالی های مکمل میتوانند سنتز شده ونشانه دار شوند و سپس روی سنسور ساکن شوند.کاوشگر هیبرادیسیون میتواند با توالی های هدف جفت شده و یک سیگنال نوری تولید کند.اصل تبدیل مطلوب به کار رفته در این نوع سنسور شناسایی نوری است.

5. بیوسنسور ها بر مبنای ارگانل ها:ارگانلها اتاقکهای جداگانه ای را داخل سلول ها تشکیل میدهند و معمولا عملکرد مستقلی را انجام میدهند. ارگانلهایی که معمولا استفاده میشوند شامل لیزوزیم،کلروپلاست ومیتوکندری میباشند.میتوکندری برای شناسایی آلودگی آب مورد استفاده قرار میگیرد.

6. بیوسنسور بر مبنای سلول ها :سلولها غالبا به عنوان بیورسپتور استفاده میشوند زیرا آنها نسبت به محیط اطراف حساس هستند و میتوانند به تمام انواع محرکها واکنش دهند.سلولها تمایل دارند به سطح بچسبند بنابراین میتوانند به آسانی ساکن شوند. بهترین مزیت این سیستم این است که می تواند سلولهاي زنده را تشخیص دهد.

* مبدل زیستی:سیگنال بیولوژیکی رابه سیگنال دیگری تبدیل میکند که میتواند به آسانی اندازه گیری شود.

تقسیم بندی بیوسنورها بر اساس مبدل زیستی:

1. الكتروشيميايي: مبدل هاي پوتنتومتریک ( پتانسيل سنج ) ‏Potentiometricو آمپرومتريك Amperometric (جریان سنج)‏ وسنجش مقاومت یا ‏Impedimetric رايج ترين مبدل هاي الكتروشيميايي بكار رفته هستند.

2. مبدل هاي آمپرومتريك:این روش شاید معمول ترین روش الکتروشیمیایی ‏بکار رفته در بیوسنسورها باشد که براساس رابطه خطی موجود بین غلظت آنالیت و شدت جریان ‏عمل می کند.

3. روش سنجش پتانسیل یا ‏Potentiometric‏:از یک ‏غشاء با نفوذپذیری انتخابی نسبت به یون و برخی مواد بیواکتیو مانند آنزیم تشکیل شده است. در طی ‏واکنشی که توسط آنزیم کاتالیز می شود، موادی مصرف یا تولید می گردد که به وسیله الکترود ‏تشخیص داده می شوند. با استفاده از این سنسور می توان تغییرات خیلی کوچک از غلظت را نیز ‏تشخیص داد.

4. روش سنجش مقاومت یا ‏Impedimetric:اساس این روش اندازه گیری قابلیت هدایت مواد ‏می باشد و در ابتدا برای تعیین کمّی بیومس یا جرم بیولوژیکی در یک نمونه استفاده می گردید.

* بیوسنسور نوري ( اپتيكي ):اساس کار این نوع بیوسنسورها، اندازه گیری تغییرات ضریب شکستی است که از ‏تغییر ساختاری لایه نازکی از سطح فلزی ناشی می شود. این بیوسنسورها بطور موفقیت آمیزی در ‏تشخیص باکتریهای بیماریزا بکار رفته است.

• بیوسنسور موج اكوستيك :شناساگرهاي حساس جرم هستند كه براساس بلور نوساني عمل مي كنند كه در فركانس اصلي تشديد مي شوند.تحقيق بر روي استفاده از دستگاه موج اكوستيك سطحي با كانال دوگانه براي شناسايي Legionella و E.coliگزارش شد .

• بیوسنسور كالريمتريك:مبدل هاي كالريمتريك حرارت واكنش بيوشيميايي را در عنصر حسي اندازه گيري مي كنند .

• بیوسنسور پيزو الكتريك : اساس این بیوسنسور آشکارسازي تغييرات ايجاد شده در جرم يا نيروهاي مكانيكي میباشد.

• بیوسنسور پتانسيومتريك :در اين نوع مبدل، اختلاف پتانسيل بين يک نمايشگر و يک الکترود مرجع يا دو الکترود مجزا (هنگاميکه جرياني بين آنها برقرار نباشد)، اندازه گيري مي شود.

پردازشگر سیگنال:این بخش، سیگنال الکترونیکی را تقویت و فیلتر می کند و بر روی آن کار می کند تا یک سیگنال الکتریکی تولید کند که قادر باشد دستگاههای خروجی را بکار اندازد یا قابل نمایش باشد.

خروجی: تبدیل سیگنالهای پردازش شده الکتریکی به شکلی است که افرادی که این ابزار را به کار می برند، بتوانند آن را مشاهده نموده یا در برخی موارد، اطلاعات را برای مشاهدات وتحلیلهایی در آینده ذخیره نمایند.

بیوسنسورهادر صنعت غذا:

1- بیوسنسور آنزیم برای شناسایی ترکیبات غذایی بکار میروند.بیوسنسورهای آنزیمی در صنایع غذایی برای تعیین تازگی محصولات بکار میروند.بافرض اینکه شناسایی آنزیمها و ترکیبات معطر و طعمهایی که از مرحله پژمردگی محصول منشا میگیرند امکان پذیر باشد.

2- بیوسنسورها برای شناسایی باکتریها در غذا

شناسایی مستقیم:
بیوسنسور نوری : این بیوسنسورها برای شناسایی مستقیم باکتریها استفاده میشوند.

بیوسنسور بیولومینسانس: استفاده از فوتون ها به عنوان محصول جانبی واکنش برای سنسور تحلیلی زیستی منجر به بیوسنسور بیولومینسانس می شود که ممکن است برای شناسایی حضور یا حالت فیزیکی سلول به کار رود.

بیوسنسور آمپدانس الکتریکی : در این نوع بیوسنسور متابولیسم میکروبیال در ظرفیت الکتریکی یا رسانایی الکتریکی افزایش می یابد و از اینرو منجر به کاهش آمپدانس میگردد.

شناسایی غیر مستقیم :

بیوسنسورهای طبقه بندی شده با فلورسانس :اساس این روش بر مبنای نور ساطع شده از یک الکترون تحریک شده در اثر ‏جذب نور می باشد.مثل:استفاده از یک آنتی بادی برای پروتئین حفاظتی با توکسین آنتراکس

بیوسنسورهای بر مبنای متابولیسم میکروبیال : میکروارگانیسم قادر به تبدیل واکنش متابولیکی Redox خود و تعیین میزان سیگنالهای الکتریکی با استفاده از واکنش ردوکتاز اکسید و یک واسطه هستند.با استفاده از باکتریها محققان میتوانند آلاینده ها را در نمونه ها شناسایی کنند.

سنسورهای ایمن جریان : امروزه بسیاری از ارزیابی ها برای میکروبها بر اساس الایزا با استفاده ازصفحات میکروتیتراسیون در تکمیل واکنش کروموژنیک میباشند،تعیین کمی با استفاده از الایزاریدر مثل شناسایی اشریشیا کلی انجام میشود.
 
آخرین ویرایش:

مجید دیجی

مدیر بخش
سلام
میتونید چند موضوع سمینار در زمینه بیوسنسورها به من پیشنهاد بدید؟

سلام اگر ایده لازم دارید من همیشه یه عالمه ایده دارم ... مثلا طراحی کیت یا همون بیوسنسور جهت تشخیص سریع سرطان تخمدان یا سرطان سینه ( میدونید که از هر 4 زن یکی ممکنه سرطان سینه بگیره ) ، کیت تشخیص سرطان پروستات در مردان بالای 50 سال ، کیت تشخیص بالا یا پایین رفتن سریع قند خون در افراد جهت جلو گیری از بیهوش شدن و به کما رفتن آنها و...
بیماریهایی که در بالا گفته شد معمولا با بالا رفتن یک فاکتور در خون یا یک هرمون در محل بافت کاملا قابل تشخیص هست فقط باید بیوسنسور برای تشخیص طراحی بشه ... ( واکنش و مواد واکنش دهنده ) مثلا کیت تشخیص بالا رفتن کلر عرق...
آرام هم توضیحات خوبی دادن...


منظورم از کیت همون بیوسنسور هست .
 

آیشن

New member
سلام اگر ایده لازم دارید من همیشه یه عالمه ایده دارم ... مثلا طراحی کیت یا همون بیوسنسور جهت تشخیص سریع سرطان تخمدان یا سرطان سینه ( میدونید که از هر 4 زن یکی ممکنه سرطان سینه بگیره ) ، کیت تشخیص سرطان پروستات در مردان بالای 50 سال ، کیت تشخیص بالا یا پایین رفتن سریع قند خون در افراد جهت جلو گیری از بیهوش شدن و به کما رفتن آنها و...
بیماریهایی که در بالا گفته شد معمولا با بالا رفتن یک فاکتور در خون یا یک هرمون در محل بافت کاملا قابل تشخیص هست فقط باید بیوسنسور برای تشخیص طراحی بشه ... ( واکنش و مواد واکنش دهنده ) مثلا کیت تشخیص بالا رفتن کلر عرق...
آرام هم توضیحات خوبی دادن...


منظورم از کیت همون بیوسنسور هست .

خیلی ممنونم دوست عزیز,فکر کنم اگر بیشتر کاربردشون رو مدنظر قرار بدم بهتر باشه چون برا سمینار می خوام
 
بالا