Biosensorlar

Biosensorlar — fərqli orqanizm növlərinə, orqanizmlərin komplekslərəinə, hüceyrənin və ya hüceyrədən ayrılan ferment sistemlərin, həmçinin spesifik bioloji maddələrə və dəqiq kimyəvi birləşmələrə həssas sistemlərdir. (lat. bios- həyat, sensos- hiss deməkdir). Elektrokimyəvi, optik və digər biosensorlar var. adətən iki komponentdən ibarətdir : biokimyəvi sahənin və ya reseptorun dərk edilmə sistemi və fiziki kimyəvi çeviricidən – (transduserdən). Transdyuserlər — elektrokimyəvi elektrodlar, optiki çeviricilərin müxtəlif növləri, qravitasiyalı, kalorimetrik və rezonans sistemlərinin çeviriciləridir. Bioseleksiyaedici elementlərin bütün növlərini müxtəlif transdyuserlərlə birləşdirmək olar. Bu biosensorların çoxlu müxtəlif tiplərini yaradır. Hal-hazırda bütün növ biosensorları nəzərdən keçirmək mümkün deyildir. Daha çox inkişafı ferment və hüceyrə biosensorları alıb.

Biosensorların tarixi

Biokimya üzrə professor Leyland Klark biosensor anlayışının müəllifidir, həm də ilk biosensorların ixtiraçısıdır. 1956-cı ildə L. Klark öz işinin təməlini nəşr etdi, icad etdiyi oksigen elektrodunu analitik isitifadəyə həsr etdi. Hansı ki, daha sonralar onu Klark elektrodu adlandırırlar. Klark elektrodu maye və qazlarda, xüsusilə, qanda və toxumalarda oksigenin qatılığını ölçmək üçün nəzərdə tutulub. 1962-ci ildə Klark Nyu York Akademiyasında çıxış edərək öz şəxsi təcrübələrinin nəticələrinin məlumatını verdi, həm də gələcək planlarını və bioloji mayelərin tərkibinin analizinin mümkünlüyünü göstərdi. Klarkın fərziyyəsinə görə fermentlə imobilizə olunmuş biosensorların hazırlamasının mümkün olduğunu bildirmişdir. Son illər bu fərziyyə daha geniş tam inkişaf alıb. Çox sistemlər yaradılıb və tətbiq olunub, bəziləri sənayedə təsdiqlənib və həyata keçirilib. Biosensorlara — bioelektronika nəslinin ilk nümayəndəsi kimi baxılır. Biosensorlar bioloji materialların "tanınması" təyin olunmuş molekul və onun elektrik siqnalındakı iştirakının miqdarının məlumatını verir.

Biosensorların ümumi xassələri

Biosensorların təsirinin ilk etapında bioelementin ona spesifik olan çox komponentli qarışıqdan ibarət olan maddə ilə tanışlığı, ikinci etapda isə biokimyəvi reaksiyanın gedişi haqqında məlumatın elektrik siqnalına çevrilməsi baş verir, son etapda transduserdən olan elektrik siqnalı əlverişli işlənmə halına çevrilir. Biosensorun elektrik siqnalı bu və ya digər formada hesablanır, məs: rəqəmsal tabloda siqnal gücləndiricisi istifadə olunur. Biosensorlar müxtəlif cür dəyişiklikləri tutmağa imkan yaradır. Bunlar istiliyin ötürülməsi, işıq kütlənin və ya pH-ın dəyişməyi, electron axını və yeni kimyəvi maddələrin alınmasıdır. Biosensorların üstünlükləri və eyni zamanda çatışmayan cəhətləri vardır. Əsas üstünlükləri: 1) Biosensorlar spesifikdir- mürəkkəb qarışıqları öncədən tənzimlə-mədən müəyyən kimyəvi maddənin iştirakına uyğun analiz etmək olar. 2) Onlar çox həssasdırlar, buna görədə çox kiçik nümunələrdə çox kiçik qatılıqda olan maddələri təyin etmək mümkündür. 3) Onlar tez cavab verirlər. 4) Onlar istifadə üçün təhlükəsizdir. 5) Dəqiqdirlər. 6) Çox kiçik ola bilərlər. 7) Kütləvi istehsal üçün əlverişlidirlər. Biosensorların əsas çatışmayan cəhətləri: 1) onlar möhkəm deyillər, ona görədə mükəmməl diqqətə ehtiyac var. 2) onlar stabil deyillər. 3) Onları sterilizasiya etmək olmaz.

Biosensorların tətbiqi

Biosensorlar texnikada, tibbdə, yeyinti sahələrində və ətraf mühitin qorunmasında istifadə olunur. Biosensorların böyük hissəsi – bioloji maye analizlərinə istiqamətlənib. Lazım olan birləşmələrin qatılığı kəmiyyətcə tez və effektivtəyin edilməlidir. Bunlardan biri qanda şəkərin miqdarının təyin edilməsidir. Idmançılarda qanda dopinqin mövcudluğunu və miqdarının yoxlanılması, qanda narkotikin və alkoqolun kiçik miqdarının təyin edilməsi və .s. bu əsasdandır. 5. Biomimetik sensorlar Biomimetika (lat. bios- həyat, mimesis – təqlidetmə) – idea və cihazın əsas elementləri canlı təbiətdən götürülməklə texnoloji cihazların yaradılmasıdır. Biomimetik sensorların hazırlanması üçün Al, Pb metallarından, alüminium falqasından və.s istifadə edilir. Yarımkeçiricilər əsasında yaradılmış biosensorlar digərlərindən bir sıra texnoloji üstünlükləri ilə — təkrar istifadəsi, nisbətən kiçik ölçüləri, yüksək həssaslığı, ucuz və asan əldə olunması ilə fərqlənərək çox geniş tətbiq sahəsinə malikdir. Qeyri-üzvi təbiətli biomimetilklərin köməyi ilə daha geniş funksional qabliyyətlərə malik olan ferment biosensorların biomimetik analoqlarını yüksək həssaslı analitik sistemlərin yaradılışı olan bu yeni sahədə aktual istiqamətlərdən biridir. Imitasiyon katalizin nailiyyətləri sayəsində — katalaz, peroksidaz tipli biomimetik effektiv konstruksiyasını həyata keçirmək olur. === Mimetiklər === Mimetiklər –(mimetiks- yunanca mimetes-təqlidçi) orqanizmdə təbii sintez olunan maddələrə (mediatorlar, hormonlar) bənzər və digər substansiyaları imitasiya edən dərman preparatlarıdır. Mimetiklər öz fiziki-kimyəvi təbiətlərinə görə təbii siqnal molekullara çox bənzəyirlər, ona görədə hüceyrə reseptorlarında onlar yad cisim kimi görünmürlər və mimetiklərə qarşı təqlid etdikləri kimi reaksiya verirlər.

Mənbə

T. M. Нагиев. "Взаимодействие синхронных реакций в химии и биологии" Баку: Элм. 2001.403 с.
Nagiev T. M. Coherent Synchronized Oxidation by Hydrogen Peroxide. Amsterdam: Elsevier. 2007. 325 р.
Nagiev T. M."Biomimetic Based Application". Preface IX, Chapter 4, Croatia, INTECH, 2011, р.105.
Биосенсоры основы и приложения./Под ред. Э. Тернера и др. М. Мир. 1992. 614с.
Будников Г. К. Биосенсоры как новый тип аналитических устройств. Соросовский образовательный журнал. № 12, 1996, с,26–32.