چكيده بهره گیری از هوشمندی مواد بیولوژیکی و تلفیق آن با دانش الکترونیک، منجر به پیدایش ابزارهای آنالاتیکی هوشمندی شده است که نام آن را زیست حسگر(bio-sensor) نهاده اند. ترنر (P.F Turner) از اولین کسانی است که تلاش نمود تا تعریف جامعی از زیست حسگر ارائه دهد. وی در مجله "بیوسنسور و بیو الکترونیک"، زیست حسگرها را چنین تعریف نموده است: "زیست حسگرها ابزارهای آنالاتیکی هستند که از تلفیق یا ارتباط نزدیک یک ماده بیولوژیکی (بافت،ریزاندامگان ،اندامکها،یاخته ها، گیرنده ها، آنزیم ها، آنتی بادی ها، نوکلئیک اسیدها یا امثال آنها)، مشتق یک ماده بیولوژیکی یا ترکیبی با رفتار مشابه آن، از یک سو، و یک مبدل شیمی – فیزیکی یا یک ریز مبدل (که ممکن است نوع نوری ، الکترو شیمیایی، حرارت سنجی، پیزوالکتریکی یا مغناطیسی باشد)، از دیگر سو ، پدید می آیند. زیست حسگرها معمولاً چنان قابلیتی دارند که می توانند با بهره گیری از ویژگی عمل ماده بیولوژیک خود ، یک ترکیب یا گروهی از ترکیبات مشابه را شناسایی نموده و با آن برهم کنش نمایند و نتیجه را به صورت یک پیام الکتریکی گزارش کنند.این پیام همواره با غلظت ترکیب مورد سنجش دارای تناسب کمّی است. بسته به تقاضای مصرف کننده ، زیست حسگر ممکن است یکبار مصرف بوده یا در مدت مدیدی از آن استفاده شود. این ابزارها در گستره ی وسیعی از کاربردهای آنالاتیکی از قبیل تشخیص های پزشکی و علوم آزمایشگاهی ، کنترل های زیست محیطی ، کنترل فرآیندهای صنعتی و سرانجام هشدار دهنده های ایمنی و دفاعی کارایی دارند. بیشترین بازار زیست حسگرها، مربوط به تشخیص های پزشکی است. آمار نشان می دهد که در سال 1990 بازار این محصول تنها در اروپا بالغ بر 4 میلیارد دلار بوده است. تا کنون کتاب های متعددی توسط ناشران معتبر بین المللی در معرفی زیست حسگرها نگاشته شده است، ولی غالب آنها به صورت مجموعه مقالات است و مطالب آنها از پیوستگی مناسب برخوردار نبوده و جامعیت لازم را ندارد. تعداد صفحات71 word فهرست مطالب مقدمه ..................................................................................................................6تعريف و توضيح اجمالي زيست حسگر و انواع آن .............................................7عناصر بيولوژيكي ............................................................................................ 18عوامل مؤثر بر عملكرد .................................................................................... 33كاربرد هاي مهم .............................................................................................. 42مثال هاي تجربي .............................................................................................. 54كاربرد هاي تجاري .......................................................................................... 61 فهرست اشكالشكل 1 ) طرح كلي يك زيست حسگر ..............................................................7شكل 2 ) بيني به عنوان يك زيست حسگر .........................................................8شكل 3 ) الكترود اكسيژن كلارك .....................................................................10شكل 4 ) نمايش ساده از زيست حسگر كلارك براي گلوكز ..............................11شكل 5 ) جدول1 : سنجش هاي متداول و فوري براي تشخيص بيماري ها .........17شكل 6 ) نمودار : بستگي سرعت واكنش به غلظت سوبسترا براي يك واكنش كه با آنزيم كاتاليز شده باشد ، درحاليكه غلظت آنزيم ثابت است .........20 شكل 7 ) الكترود موز ......................................................................................24شكل 8 ) جدول2 : زيست حسگرهاي مبتني بر بافت و مواد مربوط به آن ..........24شكل 9 ) جدول3 : مشخصات پاسخ زيست حسگرهاي گلوتامين ......................26شكل 10 ) حسگر آمپرومتري hCG.................................................................27شكل 11 ) اندازه گيري اواستراديول 17- بتا با استفاده از يك الكترود حساس به يديد ..........28
چكيده بهره گیری از هوشمندی مواد بیولوژیکی و تلفیق آن با دانش الکترونیک، منجر به پیدایش ابزارهای آنالاتیکی هوشمندی شده است که نام آن را زیست حسگر(bio-sensor) نهاده اند. ترنر (P.F Turner) از اولین کسانی است که تلاش نمود تا تعریف جامعی از زیست حسگر ارائه دهد. وی در مجله "بیوسنسور و بیو الکترونیک"، زیست حسگرها را چنین تعریف نموده است: "زیست حسگرها ابزارهای آنالاتیکی هستند که از تلفیق یا ارتباط نزدیک یک ماده بیولوژیکی (بافت،ریزاندامگان ،اندامکها،یاخته ها، گیرنده ها، آنزیم ها، آنتی بادی ها، نوکلئیک اسیدها یا امثال آنها)، مشتق یک ماده بیولوژیکی یا ترکیبی با رفتار مشابه آن، از یک سو، و یک مبدل شیمی – فیزیکی یا یک ریز مبدل (که ممکن است نوع نوری ، الکترو شیمیایی، حرارت سنجی، پیزوالکتریکی یا مغناطیسی باشد)، از دیگر سو ، پدید می آیند. زیست حسگرها معمولاً چنان قابلیتی دارند که می توانند با بهره گیری از ویژگی عمل ماده بیولوژیک خود ، یک ترکیب یا گروهی از ترکیبات مشابه را شناسایی نموده و با آن برهم کنش نمایند و نتیجه را به صورت یک پیام الکتریکی گزارش کنند.این پیام همواره با غلظت ترکیب مورد سنجش دارای تناسب کمّی است. بسته به تقاضای مصرف کننده ، زیست حسگر ممکن است یکبار مصرف بوده یا در مدت مدیدی از آن استفاده شود. این ابزارها در گستره ی وسیعی از کاربردهای آنالاتیکی از قبیل تشخیص های پزشکی و علوم آزمایشگاهی ، کنترل های زیست محیطی ، کنترل فرآیندهای صنعتی و سرانجام هشدار دهنده های ایمنی و دفاعی کارایی دارند. بیشترین بازار زیست حسگرها، مربوط به تشخیص های پزشکی است. آمار نشان می دهد که در سال 1990 بازار این محصول تنها در اروپا بالغ بر 4 میلیارد دلار بوده است. تا کنون کتاب های متعددی توسط ناشران معتبر بین المللی در معرفی زیست حسگرها نگاشته شده است، ولی غالب آنها به صورت مجموعه مقالات است و مطالب آنها از پیوستگی مناسب برخوردار نبوده و جامعیت لازم را ندارد. تعداد صفحات71 word فهرست مطالب مقدمه ..................................................................................................................6تعريف و توضيح اجمالي زيست حسگر و انواع آن .............................................7عناصر بيولوژيكي ............................................................................................ 18عوامل مؤثر بر عملكرد .................................................................................... 33كاربرد هاي مهم .............................................................................................. 42مثال هاي تجربي .............................................................................................. 54كاربرد هاي تجاري .......................................................................................... 61 فهرست اشكالشكل 1 ) طرح كلي يك زيست حسگر ..............................................................7شكل 2 ) بيني به عنوان يك زيست حسگر .........................................................8شكل 3 ) الكترود اكسيژن كلارك .....................................................................10شكل 4 ) نمايش ساده از زيست حسگر كلارك براي گلوكز ..............................11شكل 5 ) جدول1 : سنجش هاي متداول و فوري براي تشخيص بيماري ها .........17شكل 6 ) نمودار : بستگي سرعت واكنش به غلظت سوبسترا براي يك واكنش كه با آنزيم كاتاليز شده باشد ، درحاليكه غلظت آنزيم ثابت است .........20 شكل 7 ) الكترود موز ......................................................................................24شكل 8 ) جدول2 : زيست حسگرهاي مبتني بر بافت و مواد مربوط به آن ..........24شكل 9 ) جدول3 : مشخصات پاسخ زيست حسگرهاي گلوتامين ......................26شكل 10 ) حسگر آمپرومتري hCG.................................................................27شكل 11 ) اندازه گيري اواستراديول 17- بتا با استفاده از يك الكترود حساس به يديد ..........28