Биосенсоры — что это?

№107-1,

медицинские науки

В данной статье рассмотрены основные типы биосенсоров, использующиеся в медицинской клинической диагностике различных заболеваний, их достоинства и недостатки.

Похожие материалы

В наше время технологии все больше и больше внедряются в жизнь. Большинство анализов стало проводить гораздо легче и быстрее, чем это было в прошлом веке. В этом нам помогают биосенсоры. Давайте рассмотрим их подробнее.

Что такое биосенсор? Это специальное устройство, основная функция которого заключается в регистрации концентрации химических веществ в биологическом материале [1]. Биосенсоры могут быть наночастицами [4].

Каковы их преимущества?

  1. Биосенсоры специфичны — можно анализировать сложные смеси на присутствие определенного химического вещества без предварительной очистки;
  2. Они очень чувствительны;
  3. Они дают быстрый ответ;
  4. Они безопасны для использования, небольшие в размерах;
  5. Они точны;
  6. Они доступны для массового производства [1].

Каков их принцип работы? В результате реакции между биологическим материалом и субстратом происходят изменения, которые с помощью подходящего преобразователя превращаются в электрический сигнал [1].

Функционирование ферментных биосенсоров основано на детектировании ферментативных реакций. Ферментативные реакции можно в общем случае описать схемой «ключ-замок»: структура фермента специфическим образом соотносится со структурой субстрата [5].

Но биосенсоры имеют некоторые недостатки: они не очень прочны, а потому нуждаются в хорошем уходе, они не столь стабильны, как, например, больничное оборудование, и их нельзя стерилизовать.

Области применения данных устройств: иммуноанализ; диагностика аутоиммунных заболеваний с использованием иммунологических биосенсоров; мониторинг и диагностика онкологических заболеваний на ранней стадии, а также внутриутробных генетических аномалий у плода в период беременности; ДНК-диагностика (ДНК-сенсоры); контроль появления опасных метаболитов в ходе хирургической операции; мониторинг ионов, кислорода, глюкозы, рН; анализ содержания метаболитов, лекарств, гормонов в биологических жидкостях человека и многие другие [2].

Например, предложен иммуносенсор для прямого определения антител к ДНК, появляющихся в крови при развитии аутоиммунных патологических процессов (системная красная волчанка, ревматоидный артрит и т.д.). Используют сенсор с иммобилизированными молекулами ДНК, что обеспечивает определение в сыворотке крови антител к ДНК на уровне 0,1—25 мкг/мл [3].

Таким образом, биосенсоры играют очень важную роль в нашей жизни. С их помощью мы можем держать под контролем состояние организма и вовремя замечать отклонения здоровье.

Список литературы

  1. Биосенсор. Преимущества биосенсоров. Контроль глюкозы с помощью биосенсоров [Электронный ресурс] // Meduniver.com: веб-сайт. URL: https://meduniver.com/Medical/Biology/309.html (дата обращения 28.04.19).
  2. Биосенсорные системы. Часть 3. Создание и применение биосенсоров [Электронный ресурс] // Docplayer.com — веб-сайт. URL: https://docplayer.ru/48979991-Biosensornye-sistemy-chast-3-sozdanie-i-primenenie-biosensorov-krytynskaya-elena-nikolaevna.html (дата обращения 28.04.19).
  3. Ермолаева Т.Н., Калмыкова Е.Н., Шашканова О.Ю. Пьезокварцевые биосенсоры для анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и для клинической диагностики // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. № 2. С. 17-29.
  4. Р. А. Исламов, Н. А. Ибрагимова Перспективы нанотехнологии для медицинской науки // Вестник КазНМУ. 2010. №4. С. 97-102.
  5. Ширяев М.А., Еремин С.А., Баранов А.Н. Биосенсоры на основе оксида цинка // Российские нанотехнологии. 2014. Т. 9. № 3-4. С. 5-17.