بیوسنسور
درطی سالهای اخیر حسگرهای زیستی پیشرفتهای زیادی در عرصههای گوناگون داشتهاند. طبق تعریف اتحادیه بینالمللی شیمی کاربردی و محض (IUPAC) حسگر زیستی عبارت است از:
«ابزاری که با استفاده از واکنشهای بیوشیمیایی خاصی، به واسطه آنزیمهای ایزوله، بافتها یا سلولها، عناصر شیمیایی ماده مورد نظر را معمولاً به صورت الکتریکی، اپتیکی، و یا گرمایی آشکارسازی میکنند.»
نخستین بار مفهوم حسگرهای زیستی توسط Dr. Leland C. Clark در اوایل سالهای ۱۹۶۰ با “enzyme electrode” برای اندازه گیری غلظت گلوکوز برای بیماران دیابتی توسط آنزیم گلوکوز اکسید معرفی شد.
امروزه نیز بیشترین کاربرد حسگرهای زیستی در زمینه اندازهگیری گلوکوز است. البته با پیشرفتهایی که در زمینه میکرو الکتریک و میکرو مکانیک رخ داده تمرکز زیادی بر روی سیستمهای MEMS (microelectrical & mechanical systems) و قرار دادن بیش از ۱۰۰۰ حسگر بر سانتیمتر مربع میباشد.
حسگرهای زیستی انواع مختلفی دارند اما مستقل از نوعشان همگی دارای سازو کاری مشترک اند. هر حسگر زیستی شامل دو بخش اصلی است: ۱/ عنصر تشخیص دهنده (recognition element) که برقراری پیوند شیمیایی با هدف را توسط ligand میسر میسازد، ۲/ انتقال دهنده (transducer) که وظیفه تبدیل سیگنالها را بر عهده دارد.
همانطور که در شکل مشخص شده حسگرهای زیستی به دو دسته مستقیم و غیر مستقیم تقسیم میشوند. در حسگرهای زیستی مستقیم هدف بدون هیچ واسطهای با لیگاند پیوند برقرار کرده و شناسایی میشود. اما در حسگر غیرمستقیم این کار توسط یک عنصر واسطه انجام میگیرد.
در انتخاب حسگر مناسب باید دقت داشت که سرعت و سادگی حسگرهای مستقیم نسبت به غیرمستقیم بیشتر بوده و هم چنین قابلیت استفاده در حالت غیر مستقیم را نیز دارد و می توان برای اندازه گیری تغییرات فیزیکی (خواص اپتیکی، الکتریکی و شیمیایی) از آن استفاده کرد.
حسگرهای زیستی به دو دسته اپتیکی و مکانیکی تقسیم میشوند که از انواع اپتیکی می توان به SPR(Surface Plasmon Resonator), LSPR, … اشاره کرد که به شکلهای فیبری (tip & taper) وجود داردند و مورد بحث ما هستند. از انواع مکانیکی نیز می توان از MEMS, quartz plasmon resonator یاد کرد، که در ابعاد نانو کاربردهای بسیار زیادی دارند.
این وبلاگ قصددارد قدمی کوچک در راه بزرگ مدرسه الکترونیک برداردباشد که موردقبول دانش آموزان وهمکاران عزیزگردد