Настоящее и будущее биосенсоров

    Дисциплина: Разное
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Настоящее и будущее биосенсоров

    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

    Факультет

    химико-биолого-географический

    Кафедра

    неорганической и

    аналитической химии

    Курсовая работа

    “Настоящее и будущее

    биосенсоров

    Выполнил

    студент Х-Б-Г факультета

    Курс

    Проверил

    Группа

    26(2)

    «_____»______________2002

    Фамилия

    Лапшин С.В.

    Тверь - 2002г.

    Содержание

    TOC \\o \"1-3\"

    Введение

    ..............................................................................................................

    PAGEREF _Toc6297884 \\h

    Что такое биосенсор

    ............................................................................................

    PAGEREF _Toc6297885 \\h

    Как работает биосенсор

    ......................................................................................

    PAGEREF _Toc6297886 \\h

    Где применяют биосенсоры

    ................................................................................

    PAGEREF _Toc6297887 \\h

    Биосенсоры на основе других биоматериалов

    ..................................................

    PAGEREF _Toc6297888 \\h

    Проблемы и перспективы развития

    ...................................................................

    PAGEREF _Toc6297889 \\h

    Литература

    ........................................................................................................

    PAGEREF _Toc6297890 \\h

    Вв

    едение

    Биологические методы позволяют судить о присутствии какого-либо вещества или его количественном содержании по характеру и величине его воздействия на

    определенный организм, взятый как индикаторный. Аналитическим сигналом при этом является изменение состояния жизнедеятельности этого организма, то есть его реакция на раздражитель,

    которым, например, могут быть

    токсиканты среды обитания или какие-либо другие биологически активные соединения, вызывающие нарушение жизненных функций индикаторного организма или его гибель. К

    биологическим методам относят и биохимические методы, в частности ферментативные, а также различные методики, например индикаторные трубки на основе ферментов и других биологических

    материалов. Интересно, что механизм получения информации о составе какого-либо объекта с помощью этих методов и устройств моделирует процесс в живой природе, что особенно важно при

    анализе объектов биологического происхождения.

    Известно, что ферменты - это биологические катализаторы, обладающие ярко выраженной способностью избирательно катализировать многие химические превращения как в

    живой клетке, так и вне организма. Замечательные свойства ферментов давно привлекали внимание исследователей, в том числе и аналитиков, но практическому применению ферментов, например

    для аналитических целей, препятствовали прежде всего малая доступность чистых ферментов, неустойчивость во времени их растворов, препаратов при хранении и воздействии на них различных

    факторов (тепловых, химических), невозможность многократного использования одной порции фермента из-за сложности отделения его от других компонентов раствора, высокая стоимость

    очищенных препаратов. Однако выход из положения вскоре был найден, и появилась возможность использования каталитических свойств ферментов вне их связи с живым организмом и возможность

    сохранения этой способности в течение длительного времени практически без изменения. Достижения в этой области биохимии и энзимологии дали начало развитию нового направления

    аналитической химии -

    безреагентных методов анализа, основанных на использовании различных биохимических сенсоров.

    Что такое

    биосенсор

    Под термином \"

    биосенсор\" следует понимать устройство, в котором чувствительный слой, содержащий биологический материал: ферменты, ткани, бактерии, дрожжи, антигены / антитела,

    липосомы,

    органеллы, рецепторы, ДНК, непосредственно реагирующий на присутствие определяемого компонента, генерирует сигнал, функционально связанный с концентрацией этого

    компонента. Конструктивно

    биосенсор представляет собой комбинированное устройство, состоящее из двух преобразователей, или

    трансдьюсеров, - биохимического и физического, находящихся в тесном контакте друг с другом. Биохимический преобразователь, или

    биотрансдьюсер, выполняет функцию биологического элемента распознавания, преобразуя определяемый компонент, а точнее, информацию о химических связях в физическое или

    химическое свойство или сигнал, а физический преобразователь это свойство фиксирует с помощью специальной аппаратуры. В данном случае реализуется принципиально новый способ получения

    информации о химическом составе раствора. Наличие в устройстве

    биоматериала с уникальными свойствами позволяет с высокой селективностью определять нужные соединения в сложной по составу смеси, не прибегая ни к каким дополнительным

    операциям, связанным с использованием других реагентов,

    концентрированием и т. д. (отсюда и название -

    безреагентные методы анализа).

    Существует большое разнообразие физических

    трансдьюсеров: электрохимические, спектроскопические, термические, пьезоэлектрические,

    трансдьюсеры на поверхностных акустических волнах и т.п. В настоящее время наибольшее распространение получили электрохимические преобразователи. Одни из них генерируют

    потенциал на специальном электроде, на поверхность которого нанесен слой

    биоматериала, другие генерируют электрический ток реакции продукта превращения определяемого вещества на поверхности электрода, вызванного

    биоматериалом. Другими словами, существуют

    потенцио- и амперометрические

    биосенсоры. Если физический преобразователь использует изменение

    светопоглощения в области

    биослоя, то такой

    биосенсор называется, например, оптоволоконным, поскольку измеряемый сигнал будет передаваться измерительному прибору по оптическому волокну. Соответствующий физический

    преобразователь по аналогии с электродом называют

    оптродом. По названию преобразователя можно сделать вывод о характере физического свойства, которое измеряется аппаратно, причем, как правило, при таком измерении

    используется микропроцессорная техника, позволяющая сделать устройство достаточно компактным.

    Первое упоминание об аналитических устройствах на основе ферментов или

    ферментсодержащих материалов появилось сравнительно недавно, в 60-х годах нашего столетия. Затем в обиход вошло понятие \"

    биосенсор\" или \"

    биочип\". Это важное событие в науке. Здесь отражаются глубокие причины, связанные с так называемыми

    интеграционно-синтетическими процессами в науке, приводящими к появлению новых знаний. Функционально, таким образом,

    биосенсоры сопоставлены с датчиками живого организма -

    биорецепторами, способными преобразовывать все типы сигналов, поступающих из окружающей среды, в электрические.

    Как работает

    биосенсор

    Принцип работы

    биосенсора достаточно прост. Определяемое вещество диффундирует через полупроницаемую мембрану в тонкий слой биокатализатора, в котором и протекает ферментативная

    реакция. Поскольку в данном случае продукт ферментативной реакции определяется с помощью электрода, на поверхности которого закреплен фермент, то такое устройство еще называют

    ферментным электродом...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены