Ιστορική αναδρομή των βιοαισθητήρων

Σχετικά έγγραφα
Τρόπος δράσης βιοαισθητήρων

Σύντομη επισκόπηση ηλεκτροχημικών αισθητήρων. Μη τροποποιημένα (ακάλυπτα) ηλεκτρόδια:

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 1: Θεωρία Χρωματογραφίας 8 η Διάλεξη. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Βιοαισθητήρες -Aνοσοαισθητήρες Αισθητήρες DNA. ρ. Χρίστος Μαστιχιάδης

ΚΕΦ.6 ΒΟΛΤΑΜΜΕΤΡΙΑ 6.4 ΑΜΠΕΡΟΜΕΤΡΙΑ

ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤ ΕΞΑΜΗΝΟΥ Τμήμα Ιατρικών Εργαστηρίων Τ.Ε.Ι. Αθήνας

Χημικοί αισθητήρες & Βιοαισθητήρες Μάμαντος Προδρομίδης

Ηλεκτροχημικοί Αισθητήρες & Βιοαισθητήρες

ΝΙΚΟΛΕΤΤΑ ΣΟΦΙΚΙΤΗ «ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΙΙΙ-ΝΙΤΡΙΔΙΩΝ» ΣΕ ΕΤΕΡΟΔΟΜΕΣ ΚΑΙ ΝΑΝΟΔΟΜΕΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Ανάλυση µε έγχυση του δείγµατος σε συνεχή ροή (Flow Injection Analysis, FIA)

ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤ ΕΞΑΜΗΝΟΥ Τμήμα Ιατρικών Εργαστηρίων Τ.Ε.Ι. Αθήνας

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8: ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΩΝ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ ΚΑΘ ΥΨΟΣ (ΟΖΟΝΤΟΒΟΛΙΣΗ)

1.Εισαγωγή. 2.Επιλεκτικά ηλεκτρόδια ιόντων(εηι)

Πίνακας περιεχοµένων... 1

Κεφάλαιο 7: Βιοαισθητήρες

ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΚΑΚΑΡΟΥΝΤΑ ΑΡΓΥΡΩ Α.Μ. 277 ΜΗΤΣΑΚΗ ΤΑΤΙΑΝΑ Α.Μ. 309 ΠΑΠΑΖΑΦΕΙΡΑΤΟΥ ΙΦΙΓΕΝΕΙΑ Α.Μ.322

Η ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ ΠΟΣΟΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΗΝ ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Αρχές Βιοτεχνολογίας Τροφίμων

ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

M M n+ + ne (1) Ox + ne Red (2) i = i Cdl + i F (3) de dt + i F (4) i = C dl. e E Ecorr

πρωτεΐνες πολυμερείς ουσίες δομούν λειτουργούν λευκώματα 1.Απλές πρωτεΐνες 2.Σύνθετες πρωτεΐνες πρωτεΐδια μη πρωτεϊνικό μεταλλοπρωτεΐνες

Τα ένζυµα και η ενέργεια ενεργοποίησης

τεκμηρίωση και συνειδητοποίηση επικινδυνότητας λυμάτων αυστηρή νομοθεσία διαχείρισης αποβλήτων Καθαρισμός αποβλήτων

Η βιολογική κατάλυση παρουσιάζει παρουσιάζει ορισμένες ορισμένες ιδιαιτερότητες ιδιαιτερότητες σε

Εισαγωγή. Κατηγοριοποίηση αισθητήρων. Χαρακτηριστικά αισθητήρων. Κυκλώματα διασύνδεσης αισθητήρων

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ

Μερικά χαρακτηριστικά του ενεργού κέντρου των ενζύμων

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (INSTRUMENTAL METHODS OF ANALYSIS)

Σεμινάριο Φυσικής. Ενότητα 8. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ 1 ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΒΟΛΟΥ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΣΤΗΝ ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ HPLC

ΕΝΖΥΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΕΤΕΡΟΓΕΝΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΠΕΡΙΠΛΟΚΕΣ ΣΤΗΝ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΖΥΜΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ

ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΦΥΤΟΦΑΡΜΑΚΩΝ ΣΤΑ ΤΡΟΦΙΜΑ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΑΝΙΧΝΕΥΤΩΝ ΣΠΥΡΟΣ ΚΙΝΤΖΙΟΣ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ

1 Η ΕΝΟΣΗΣΑ ΕΙΣΑΓΩΓH ΣΤΟΥΣ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. Φατούρος Ιωάννης Αναπληρωτής Καθηγητής

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΣΤΙΣ ΜΕΣΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΑΠΟΣΥΝΘΕΣΕΩΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΩΝ

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Θερινό εξάμηνο ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων

ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΕΝΖΥΜΟΛΟΓΙΑ. παράδοση β. Προσδιορισμός της ενζυμικής δραστικότητας ΑΛΕΞΙΟΣ ΒΛΑΜΗΣ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ

Χημική Κινητική. Κωδ. Μαθήματος 718 Τομέας Φυσικοχημείας, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ. Μάθημα 12. Βίκη Νουσίου

Αρχές Βιοτεχνολογίας Τροφίμων

Ι. Ντότσικας, Επ. Καθηγητής Φαρμακευτικής ΕΚΠΑ. Οι κυκλοδεξτρίνες (cyclodextrins, CDs)

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 14 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ

ΒΙΟΚΑΤΑΛΥΣΗ ΣΕ ΕΤΕΡΟΓΕΝΗ

1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια. (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ)

Μηχανοτρονική Μάθημα 2 ο ενεργοποιητές - συστήματα κίνησης

ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1(ΥΓΕΙΑ-ΑΝΘΡΩΠΟΣ)

Χημικοί αισθητήρες & Βιοαισθητήρες

Η ανόργανη θρέψη των φυτών

ΜΙΧΑΗΛΚΟΥΠΠΑΡΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝΕΝΟΡΓΑΝΗΑΝΑΛΥΣΗ ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Ορισμός Αναλυτικής Χημείας

Ανάπτυξη κυτταρικού βιοαισθητήρα για την ανίχνευση βαρέων μετάλλων

Σκοπός: Περιγραφή της συμπεριφοράς των νευρικών κυττάρων και ποσοτικά και ποιοτικά.

Πηγή: ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΠΟΣΙΜΟΥ ΝΕΡΟΥ : ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΤΟΥ ΧΛΩΡΙΟΥ, ΘΕΟΔΩΡΑΤΟΥ ΑΓΓΕΛΙΚΗ, ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ, ΜΥΤΙΛΗΝΗ 2005

Χημικές αντιδράσεις καταλυμένες από στερεούς καταλύτες

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΚΑΣΤΑΝΙΔΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ-ΣΤΥΛΙΑΝΟΣ ΑΜ 3294 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΕΤΡΙΔΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ

ΓΑΛΒΑΝΙΚΑ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΙΚΑ ΚΕΛΙΑ

Βιοϋλικά. Ενότητα 5: Πρωτεΐνες, Κύτταρα, Ιστοί Αλληλεπίδραση με Βιοϋλικά. Ελευθέριος Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Η ανόργανη θρέψη των φυτών

Περιβαλλοντική Χημεία

ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟY ΠΑΤΡΩΝ ΕΝΖΥΜΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα ε. Κινητική των Ενζύμων ΑΛΕΞΙΟΣ ΒΛΑΜΗΣ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί..σελίδα Ένζυμα βιολογικοί καταλύτες...σελίδα Φωτοσύνθεση..σελίδα Κυτταρική αναπνοή.

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ. Γιώργος Ανωγειανάκις Εργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας (προσωπικό) (γραμματεία)

3.2 ΧΗΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΑΣΚΗΣΗ 8 - Μελέτη της ηλεκτρόλυσης CuSO 4 ΑΣΚΗΣΗ 8. Μελέτη της ηλεκτρόλυσης CuSO 4

ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ

Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π. OFF V/dc. A/ac A/dc V/Ω + γέφυρα άλατος. κίνηση κατιόντων.

Από πού προέρχεται η θερμότητα που μεταφέρεται από τον αντιστάτη στο περιβάλλον;

ΠΟΛΑΡΟΓΡΑΦΙΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

Από τον Δρ. Φρ. Γαΐτη* για το foodbites.eu

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί Όλοι οι οργανισμοί με εξαίρεση τους φωτοσυνθετικούς εξασφαλίζουν την απαραίτητη ενέργεια διασπώντας θρεπτικές ουσίες που

Φυσιολογία ΙΙ Ενότητα 2:

Κωνσταντίνος Π. (Β 2 ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

ΠΟΛΑΡΟΓΡΑΦΙΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ. ΑΝΝΑ-ΜΑΡΙΑ ΨΑΡΡΑ Τμήμα Βιοχημείας κ Βιοτεχνολογίας

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΟΡΙΩΝ. Στοιχείο O C H N Ca P K S Na Mg περιεκτικότητα % ,5 1 0,35 0,25 0,15 0,05

ΓΕΝΙΚΟ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΟ «ΑΣΚΛΗΠΙΕΙΟ ΒΟΥΛΑΣ» ΥΠΟΒΟΛΗ ΕΩΣ

Αιωρήματα & Γαλακτώματα

Θέµατα ιάλεξης ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ - ΕΝΖΥΜΑ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. ιαχωρισµός Αµινοξέων

ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΤΩΝ ΝΙΤΡΙΚΩΝ ΙΟΝΤΩΝ ΑΠΟ Y ΑΤΙΚΑ ΙΑΛΥΜΑΤΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11. Βιοενεργητική & Μεταβολισµός: Μιτοχόνδρια, Χλωροπλάστες & Υπεροξειδιοσώµατα

Κεφάλαιο της φυσικοχημείας που ερευνά τις διεργασίες που. και οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος (ηλεκτρόνια, ιόντα).

Αρχές Βιοτεχνολογίας Τροφίμων

Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ Τομέας Φαρμακευτικής Χημείας. Ιωάννης Ντότσικας. Επικ.

ΙΖΗΜΑΤΙΝΟΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ

Εργασία για το μάθημα της Βιολογίας. Περίληψη πάνω στο κεφάλαιο 3 του σχολικού βιβλίου

Εισαγωγή στις Ηλεκτρικές Μετρήσεις

Ενέργεια. Τι είναι η ενέργεια; Ενέργεια είναι η ικανότητα επιτέλεσης έργου ή η αιτία της εµφάνισης των φυσικών, χηµικών και βιολογικών φαινοµένων.

ΕΡΑΣΜΕΙΟΣ ΕΛΛΗΝΟΓΕΡΜΑΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ

1.1. Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση:

ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÓÕÃ ÑÏÍÏ

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ

ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Καταβολισμός Αναβολισμός

Διδάσκων: Καθηγητής Εμμανουήλ Μ. Παπαμιχαήλ

Transcript:

ΒΙΟΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Βιοαισθητήρας είναι ένας αυτόνομος αισθητήρας ικανός να παρέχει ποσοτικές ή ημιποσοτικές πληροφορίες χρησιμοποιώντας ένα στοιχείο βιολογικής αναγνώρισης που βρίσκεται σε άμεση χωρική επαφή με ένα κατάλληλο μεταλλάκτη» (IUPAC, 1996) Ενας βιοαισθητήρας είναι σε μία αναλυτική διάταξη που αποτελείται από ένα βιοστοιχείο (ένζυμο, αντίσωμα, κύτταρο, ιστό κλπ.) και ένα μεταλλάκτη που μετατρέπει μία βιολογική ή βιοχημική αναγνώριση του υποστρώματος (αναλύτη) σε ηλεκτρικό σήμα

Συνήθως στους βιοαισθητήρες ώς στοιχείο βιολογικής αναγνώρισης χρησιμοποιείται ένα ένζυμο (ενζυμικοί βιοαισθητήρες) η βιολογικοί υποδοχείς όπως αντισώματα, κύτταρα, ιστοί (βιοαισθητήρες συγγένειας) Το βιοστοιχείο των περισσοτέρων βιοαισθητήρων είναι ακινητοποιημένο πάνω σε μεμβράνη ή μέσα σε γέλη έτσι, ώστε το βιοστοιχείο να κρατιέται σε στενή επαφή με το μεταλλάκτη Το παραγόμενο αναλυτικό σήμα είναι αποτέλεσμα βιοαναγνώρισης, δηλαδή εκλεκτικής αλληλεπίδρασης του βιολογικού παράγοντα ανίχνευσης (παράγοντας βιοαναγνώρισης) με την προσδιοριζόμενη ουσία. Ως παράγοντας βιοαναγνώρισης χρησιμοποιείται κάποιο βιομόριο πρωτεϊνικής ή νουκλεοτιδικής φύσης (π.χένζυμο, αντίσωμα, υποδοχέας, πεπτίδιο ή ολιγονουκλεοτίδιο) ή ένας βιολογικός παράγοντας (π.χ κυτταρικό οργανίδιο, μικροοργανισμός ή τμήμα ιστών) ακινητοποιημένος σε έναν κατάλληλο φορέα

Ιστορική αναδρομή των βιοαισθητήρων 1956 Εφεύρεση ηλεκτροδίου του οξυγόνου (από τον Clark) 1962 Πρώτη περιγραφή βιοαισθητήρα: αμπερομετρικό ενζυμικό ηλεκτρόδιο για τη γλυκόζη 1969 Ποτενσιομετρικός βιοαισθητήρας: ακινητοποίηση ενζύμου σε ηλεκτρόδιο αμμωνίας για την ανίχνευσή ουρίας 1970 Εφεύρεση Ion-Selective Field-Effect Transistor (ISFET) 1972/1975 Εμπορικός βιοαισθητήρας (Yellow Spring Instruments): Βιοαισθητήρας Γλυκόζης 1980 Αισθητήρας ph για in vivo μετρήσεις αέριων αίματος 1982 Βιοαισθητήρας γλυκόζης (με οπτικές ίνες) 1984 Αμπερομετρικός βιοαισθητήρας: οξειδάση γλυκόζης και φεροκένιο για την ανίχνευση γλυκόζης 1987 MediSense ExacTech:βιοαισθητήρας ανίχνευσης γλυκόζης αίματος 1990 Pharmacia Biacore SPR βιοαισθητήρας: εμπορικά διαθέσιμος 1992 ISTAT φορητός αναλυτής αίματος 1998 Βιοαισθητήρας γλυκόζης αίματος FastTake (LifeScan)

Ιδιότητες ενός ιδανικού βιοαισθητήρα Υψηλή ευαισθησία Μεγάλη εκλεκτικότητα Καλή επαναληψιμότητα και ακρίβεια Ταχεία απόκριση Υψηλή αξιοπιστία και ικανότητα αυτοελέγχου Μεγάλη δυναμική περιοχή Μεγάλη διάρκεια ζωής και δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης Χαμηλό κόστος Ανεξαρτησία απόκρισης από φυσικές και χημικές μεταβολές Ευκολία κατασκευής

Που χρησιμοποιούνται οι βιοαισθητήρες Κλινική διάγνωση και βιοιατρική Ποιοτικό έλεγχο και φαρμακευτική ανάλυση Μικροβιολογία:ανίχνευση ιών και βακτηρίων Παραγωγή και ποιοτικό έλεγχο τροφίμων Κτηνιατρική διάγνωση Έλεγχο βιομηχανικών αποβλήτων Προσδιορισμό βιομηχανικών (τοξικών) αερίων Έλεγχο της ρύπανσης του περιβάλλοντος Ανίχνευση ουσιών χημικού/βιολογικού πολέμου.

Τρόπος δράσης βιοαισθητήρων Στιβάδα πολυμερούς ανιχνευτής καταγραφέας Αναλύτης ενισχυτής Σήμα Στοιχείο βιολογικής αναγνώρισης χρόνος αναγνώριση μεταγωγή επεξεργασία σήματος

Τύποι βιοαισθητήρων Βάση διάκρισης Παράγοντας βιοαναγνώρισης Ενζυμικοί Ανοσοχημικοί Κυττάρων, ιστών, μικροοργανισμών Μεταλλάκτης Ηλεκτροχημικοί Ακουστικοί -αμπερομετρικοί - βολταμμετρικοί -ποτενσιομετρικοί -εμπεδομετρικοί Θερμιδομετρικοί Οπτικοί

Ταξινόμηση βιοαισθητήρων ανάλογα με το είδος του παράγοντα βιοαναγνώρισης Βιοαισθητήρες ενζύμων Φέρουν ένα ένζυμο ακινητοποιημένο σε κάποιο φορέα ακινητοποίησης. Οι βιοαισθητήρες ενζύμων μπορεί να χρησιμοποιηθούν, τόσο για τον προσδιορισμό υποστρώματος, όσο και για τον προσδιορισμό ενεργοποιητών ή παρεμποδιστών των ακινητοποιημένων ενζύμων Ανοσοχημικοί βιοαισθητήρεςς (Ανοσοαισθητήρες) Ως παράγοντας βιοαναγνώρισης χρησιμοποιείται κάποιο αντίσωμα ή αντιγόνο. Ο προσδιορισμός μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: με μέτρηση κάποιας παραμέτρου που σχετίζεται με την ίδια την αλληλεπίδραση αντιγόνου-αντισώματος π.χ. μεταβολή μάζας ή δείκτη διάθλασης με έμμεση μέτρηση μέσω κάποιας αντίδρασης σύζευξης, συνήθως ενζυμικής, που περιλαμβάνει τη χρήση αντισωμάτων ή αντιγόνων επισημασμένων με ένζυμο Βιοαισθητήρες κυττάρων, ιστών ή μικροοργανισμών Έχουν, ως παράγοντα βιοαναγνώρισης, κύτταρα, ιστούς ή μικροοργανισμούς ακινητοποιημένους σε κάποιον φορέα, ο δε προσδιορισμός βασίζεται στο μεταβολισμό τηςπροσδιοριζόμενηςουσίαςαπότακύτταρααυτά.

Ταξινόμηση βιοαισθητήρων ανάλογα με το είδος του μεταλλάκτη Τύπος βιοαισθητήρα Τύπος μεταλλάκτη Εφαρμογές Ηλεκτροχημικοί Ακουστικοί Θερμιδομετρικοί Οπτικοί Ποτενσιομετρικοί, αμπερομετρικοί, βολταμμετρικοί Πιεζοηλεκτρικοί κρύσταλλοι Θερμίστορ Ανιχνευτές απορρόφησης, φωταύγειας, φθορισμού, συμβολής Ενζυμικοί,οργανιδίων, ανοσοαισθητήρες Ανοσοαισθητήρες Ενζυμικοί,οργανιδίων, ανοσοαισθητήρες Ενζυμικοί, ανοσοαισθητήρες

Ηλεκτροχημικοί βιοαισθητήρες Η λειτουργία βασίζεται στην μέτρηση ενός ηλεκτρικού μεγέθους (δυναμικό, ρεύμα, φορτίο) Τυπικά, το βιοστοιχείο είναι ένα ένζυμο ή ένα αντίσωμα και ο μεταλλάκτης είναι ένα ηλεκτρόδιο ή μία ηλεκτροχημική διάταξη. Είναι οι πιο κοινοί βιοαισθητήρες, ιδίως όταν το βιοστοιχείο είναι ένζυμο. Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενοι είναι οι αμπερομετρικοί και οι ποτενσιομετρικοί Ο διασημότερος είναι ο βιοαισθητήρας γλυκόζης. Με ένα μικρό τσίμπημα στο δάχτυλο προσδιορίζεται με σχετική ακρίβεια η ποσότητα της γλυκόζης στο αίμα του ανθρώπου.

Αμπερομετρικοί αισθητήρες Οι αμπερομετρικοί αισθητήρες περιλαμβάνουν ένα ηλεκτροχημικό σύστημα τριών ηλεκτροδίων, αποτελούμενο από: ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς, το ηλεκτρόδιο εργασίας ένα βοηθητικό ηλεκτρόδιο. Η εφαρμογή ορισμένου δυναμικού μεταξύ του ηλεκτροδίου εργασίας και του ηλεκτροδίου αναφοράς προκαλεί την οξείδωση ή την αναγωγή ηλεκτρενεργών ουσιών του δείγματος στο ηλεκτρόδιο εργασίας. Αποτέλεσμα είναι η διέλευση του ρεύματος, η ένταση του οποίου μπορεί να συσχετιστεί με τη συγκέντρωση της ηλεκτρενεργού προσδιοριζόμενης ουσίας στο διάλυμα. Βηματική μεταβολή δυναμικού (ως προς το χρόνο) Καταγραφή ρεύματος (ως προς το χρόνο)

Αισθητήρας οξυγόνου (ηλεκτρόδιο Clark) O 2 (εξωτ) O 2 (μεμ) O 2 (εσωτ) εξωτερικό διάλυμα πόροι εσωτερικό διάλυμα (μετρούμενο) μεμβράνης (ΚCl) Καθοδική αντίδραση: O 2 + 4H + + 4e - 2H 2 O Ανοδική αντίδραση: Ag+Cl - AgCl(s) + e -

Αμπερομετρικοί βιοαισθητήρες Η λειτουργία τους βασίζεται στην ηλεκτρική σύνδεση του στοιχείου βιοναγνώρισης με τον αμπερομετρικό αισθητήρα Η στιβάδας βιοαναγνώρισης τοποθετείται κοντά η επάνω στο ηλεκτρόδιο. Ε: ένζυμο, S, S :οξειδοαναγωγικές μορφές υποστρώματος, P, P :οξειδοαναγωγικές μορφές προϊόντος.

Ενζυμικοί βιοαισθητήρες Ενζυμα είναι βιολογικοί καταλύτες (μόρια μεγαλοπρωτεινών) με μεγάλη εκλεκτικότητα ως προς κάποιο υπόστρωμα Για δεδομένη συγκέντρωση ενζύμου, η ταχύτητα της ενζυμικής αντίδρασης υπακούει στην εξίσωση Michaelis-Menten [S] η συγκέντρωση του υποστρώματος v ηταχύτητααντίδρασης K m ησταθεράmichaelis-menten v max η μέγιστη ταχύτητα αντίδρασης Ενζυμικοί βιοαισθητήρες είναι αυτοί που βασίζονται στην αλληλεπίδραση υποστρώματος (αναλύτη) και ενζύμου Στις περισσότερες περιπτώσεις το ένζυμο είναι ακινητοποποιημένο

Ενζυμικοί βιοαισθητήρες Χαρακτηριστικά που συνεπάγεται η ακινητοποίηση ενός ενζύμου: 1. Διατήρηση του ακινητοποιημένου ενζύμου για εβδομάδες ή μήνες αλλά με μειούμενη ενεργότητα (λόγω καταστροφής η διαρροής) 2. Δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης 3. Μεγάλη ευελιξία στη μορφή ακινητοποίησης. 4. Μείωση κόστους Η ακινητοποίηση της στιβάδας βιοναγνώρισης στο μεταλλάκτη επιτυγχάνεται με: 1. Εγκλεισμό (ακινητοποίηση σε πηκτή η αδρανή μεμβράνη) 2. Προσρόφηση (φυσικού χαρακτήρα π.χ. με δεσμούς van der Waals) 3. Xημικό δεσμό

Βιοαισθητήρας γλυκόζης (1) Μεμβράνη διαπερατή από μόρια γλυκόζης (2) Μεμβράνη με ακινητοποιημένη οξειδάση της γλυκόζης (3) Μεμβράνη διαπερατή από αέρια Αντίδραση ανόδου: Η 2 Ο 2 + 2 ΟΗ Ο 2 + 2Η 2 Ο + 2e

Διαμεσολαβητές Σε πολλές περιπτώσεις, η διαδρομή των ηλεκτρονίων από το ένζυμο στο ηλεκτρόδιο και αντίστροφα είναι αρκετά μεγάλη Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την πολύ μικρή πιθανότητα ανταλλαγής φορτίου μεταξύ του ενζύμου και του ηλεκτροδίου. Ετσι, η μεταφορά ηλεκτρονίων γίνεται μέσω κάποιων διαμεσολαβητών (mediators) που διευκολύνουν τη μεταφορά φορτίου (πχ. φεροκένιο, πολυπυρόλη)

Χαρακτηριστικά αμπερομετρικών βιοαισθητήρων Πλεονεκτήματα Υψηλή ευαισθησία Γραμμική εξάρτηση ρεύματος από τη συγκέντρωση της προσδιοριζόμενης ουσίας Καλή εκλεκτικότητα Μειονεκτήματα Παρεμποδίσεις από ενδογενείς ηλεκτρενεργές ουσίες Εξάρτηση της απόκρισης από τη ταχύτητα μεταφοράς ηλεκρενεργών ουσιών

Βολταμμετρικοί ανοσοαισθητήρες Βασίζονται στην ακινητοποίηση αντισώματος σε ηλεκτρόδιο Προκαλείται βιοειδική αλληλεπίδραση με κύτταρο-στόχο Προκαλείται αλληλεπίδραση με αντίσωμα ινχνηθετημένο με CdS Προσδιορίζεται το Cd με αναδιαλυτική βολταμμετρία

Βολταμμετρικοί βιοαισθητήρες DNA Βασίζονται στην ακινητοποίηση DNA μονήςέλικαςσεηλεκτρόδιο Προκαλείται υβριδισμός με συμπληρωαμτικό DNA ιχνηθετημένο με Au Προσδιορίζεται ο Au με αναδιαλυτική βολταμμετρία

Εμπεδησιομετρικοί ανοσοαισθητήρες Βασίζονται στην ακινητοποίηση ενός αντιγόνου μεταξύ δύο ηλεκτροδίων που δρουν ως οπλισμοί πυκνωτή Το αντιγόνο συνδέεεται με το αντίσωμα στο δείγμα Μεταβάλλεται η εμπέδηση (χωρητικότητα) του πυκωντή Χρησ/ούνται για την ανίχνευση συγκεκριμένων αντισωμάτων

Βιβλιογραφία 1. http://people.clarkson.edu/~ekatz/electrochemical_bio_tutorials.htm