Біосенсори. Використання в медицині

Кандіда

Біосенсори на основі рідких кристалів суперспіральних молекул ДНК викликають особливу увагу через можливість існування кільцевих молекул ДНК у різних формах, що різняться за своїми властивостями, до того ж існування цих форм цілком залежить від зовнішніх факторів. Під дією ферментів (нуклеаз та рестриктаз) рощеплюється суперспіральна упаковка молекул і відбувається перебудова кристалів, що проявляється аномальною оптичною активністю дослідної дисперсії (Малюнок 4.). Цей біосенсор використовується для визначення агентів, що руйнують суперспіральну ДНК(41).

1.Формування дисперсної фази з суперспіральних молекул ДНК в полімер-вмісному

розчині

Суперспіральна ДНК Рідкокристалічна дисперсія

з суперспіральних молекул ДНК

Р Р Р

Р Р Р

Р Р Р

2.Розщеплення суперспіральних молекул ДНК ферментом призводить до утворення

холестеричних рідких кристалів

Р Р Р Р Р Р Р Р Р

Р Р Р Р Р Р Р Р РР Р Р Р Р Р Р Р Р

Біодатчик Проміжна рідкокристалічна Холестерична дисперсна

фаза фаза із молекул ДНК

Малюнок 4. Принципіальна схема біодатчика на основі суперспіральної кільцевої ДНК в

полімервмісному розчині

Серед широкого різноманіття біосенсорів хочу ще окремо згадати світлочутливі біосенсори, як яскравий приклад використання біологічного матеріалу.Світлочутливі біосенсори-це прилади, що містять в якості робочого матеріалу ті чи інші фоточутливі біологічні структури (макромолекули, фоторецепторні мембрани) і призначені для реєстрації, перетворювання та зберігання оптичної інформації.

Відправним пунктом та стимулом до розробки та створення таких сенсорів слугують дані про високу квантову ефективність, чутливість та широкий динамічний діапазон природніх світлочутливих систем, що беруть участь в таких процесах, як зір, фотосинтез та ін.

Важливу роль в створенні молекулярних приладів відіграють біомолекули, а саме, природні хромофор-білкові комплекси, що містяться в фоторецепторних та енергоперетворюючих мембранах.

Наявність у цих комплексів цілого ряда унікальних властивостей: фотохромізма, електрохромізма, електрогенного характеру функціональних реакцій, природньої поляризації компонентів та ін. - дозволяє намітити шляхи для використання препаратів зазначених комплексів для цілей біотехнології, біоелектроніки та при розробці приладів корисного використання сонячної енергії, сенсорних елементів систем перетворення та реєстрації інформації(42).