Біосенсори. Використання в медицині
Таблиця 1. Основні компоненти біосенсорів.
Біологічний компонент Перетворювачі
Нуклеінові кислоти Оптичні
Коферменти Флуоресцентні
Антитіла Поглинаючі
Рецептори Електрохімчні
Ферменти Амперометричні
Ферментні системи Потенціометричні
Мембрани Кондуктометричні
Органели П’єзоелектричні
Клітини Калориметричні
Тканини Акустичні
Організми Механічні
Біомолекули та біологічні системи, що застосовуються в біосенсорах, можуть бути розділени на наступні головні групи :
1) Ферменти
2) Антитіла
3) Клітини
4) Рецептори
5) Нуклеїнові кислоти
Інші перелічені класи біологічних компонентів , розглянутих в табл.1 (наприклад, органели, тканини, мембранні системи ), знаходять тільки обмежене застосування в галузі біосенсорів.Розділ перший. Біологічний матеріал в біосенсорах.
1.Ферментні біосенсори.
Головну частину досліджень та розробок в області біосенсорів пов’язано з ферментами . Вони зручні для використання в біосенсорах як довготривалі визначники концентрації аналізуємих речовин. Серед широкого спектру ферментних біосенсорів основною рисою є перетворення ферментом аналізуємої речовини на певний продукт, який можна визначити . Цей продукт повинен мати певну електроактивність (наприклад, редокс-активність) чи оптичні якості (наприклад, флуоресценцію чи поглинання). Ферментні сенсори першого типу називаються ферментними електродами, другого типу - ферментними оптродами.
Відомі також три інші типи ферментних сенсорів, це : Ферментні термістори (де теплота ,що виділяється під час каталізованої ферментом реакції, вимірюється та пов’язується з концентрацією аналізуємої речовини); Інгібіторні ферментні сенсори(де аналізуєма речовина інгібує специфічну ферментну реакцію, змінюючи електрохімичний чи оптичний сигнал, з чого виходить ,що аналізуєма речовина не є субстратом ферменту); і, нарешті, новий тип ферментних оптродів, в яких сигнал виникає з самого ферменту або з асоційованої біомолекули (наприклад, коферменту), а не з продукту ферментної реакції. Таблиця 2 об’єднує основні типи ферментних сенсорів.