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?
- Биосенсоры специфичны — можно анализировать сложные смеси на присутствие определенного химического вещества без предварительной очистки;
- Они очень чувствительны;
- Они дают быстрый ответ;
- Они безопасны для использования, небольшие в размерах;
- Они точны;
- 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.