پایان نامه زیست حسگر
چکیده
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.
فهرست مطالب
مقدمه .......................................................................................................6
تعریف و توضیح اجمالی زیست حسگر و انواع آن .............................................7
عناصر بیولوژیکی ............................................................................................ 18
عوامل مؤثر بر عملکرد .................................................................................... 33
کاربرد های مهم .............................................................................................. 42
مثال های تجربی .............................................................................................. 54
کاربرد های تجاری .......................................................................................... 61
فهرست اشکال
شکل 1 ) طرح کلی یک زیست حسگر ..............................................................7
شکل 2 ) بینی به عنوان یک زیست حسگر .........................................................8
شکل 3 ) الکترود اکسیژن کلارک .....................................................................10
شکل 4 ) نمایش ساده از زیست حسگر کلارک برای گلوکز ..............................11
شکل 5 ) جدول1 : سنجش های متداول و فوری برای تشخیص بیماری ها .........17
شکل 6 ) نمودار : بستگی سرعت واکنش به غلظت سوبسترا برای یک واکنش
که با آنزیم کاتالیز شده باشد ، درحالیکه غلظت آنزیم ثابت است.........20
شکل 7 ) الکترود موز ......................................................................................24
شکل 8 ) جدول2 : زیست حسگرهای مبتنی بر بافت و مواد مربوط به آن ..........24
شکل 9 ) جدول3 : مشخصات پاسخ زیست حسگرهای گلوتامین ......................26
شکل 10 ) حسگر آمپرومتری hCG.................................................................27
شکل 11 ) اندازه گیری اواسترادیول 17- بتا با استفاده از یک الکترود حساس
به یدید ............................................................................................28