|
Biosensorlar va ularning ahamiyati
@Biology
Biosensor
Bu fiziologik
kimyoviy transduser
bilan biologik faol
moddalarni
(ferment, protein,
DNK, antikor, antijen,
biomembran va
boshqalar)
birlashtirgan
fanlararo mavzu, bu
nafaqat aniqlash va
monitoringning ilg'or
usuli, balki
molekulyar darajada
tezkor mikroanaliz
usuli.
Har bir biosensor quyidagi
umumiy tuzilishga ega:
●
biologik faollikni bildiruvchi signallarni elektr signallariga
aylantirishi mumkin bo'lgan bir yoki bir nechta biologik
materiallar (biomembrana)
●
fizik yoki kimyoviy transduserlar (datchiklar),
●
biologik signallarni qayta ishlash uchun zamonaviy
Mikroelektronika va avtomatik asboblar texnologiyasi.
Turli xil biosensorlarni tahlil qilish asboblari va tizimlaridan
foydalanish mumkin.
Biosensor
Ma'lum bir
moddaga sezgir
bo'lgan va uning
konsentratsiyas
iga nisbatan
signal hosil
qiluvchi biologik
materialdan
iborat qurilma.
Biosensorlarda biologik
material sifatida ferment
To'qima
Bakteriya
Drojji
Antigen va
antitelo
Liposoma
Hujayra
organoidlari
Turli retseptorlar hamda
DNK ishlatiladi.
Biosensor
bir-biri bilan
uzviy
bog'langan
2ta
o'zgartirgichd
an tashkil
topgan
Biosensor
Biokimyoviy
Fizik o'zgartirgichla
Biokimyoviy o'zgartirgich ya'ni biotransdyuser tekshirilayotgan
eritmadagi biologik elementni tanib
olib, signal hosil qilish vazifasini bajaradi. Fizik o'zgartirgich
hosil bo'lgan signalni mahsus apparat
yordamida qayd qiladi. Biosensordagi biologik material o'ta
murakkab aralashmalardagi moddalarni
yuqori aniqlikda tahlil qilish imkonini beradi.
Tahlilni
o'tkazishda qo'shimcha operatsiyalar, reagentlar
shart emas. Shuning uchun ushbu tahlil usuli reagentsiz
tahlil deb ham ataladi.
Jadvalda keltirilgan o'zgartirgichlarning nomlariga qarab ular qanday fizik kattaliklarni
o'lchashini
bilish mumkin. Biosensorga mikroprotsessor joylashtirilgan bo'ladi. Mikroprotsessor
tekshirilayotgan
kattaliklarni yuqori aniqlikda o'lchaydi. Bundan tashqari mikroprotsessor juda kichkina
o'lchamga
ega. Shuning uchun ham biosensorlar ihcham va kichkina bo'ladi.
Ferment va ferment saqlovchi materiallar asosidagi analitik qurilmalar o'tgan asrning 60-
yillarida
vujudga keldi. So'ngra ilm-fan olamida «biosensor» va «biochip» kabi yangi atamalar
paydo bo'ldi.
Biosensorlarning ishlash printsipi
Biosensorning ishlash printsipi juda oddiy. Jarayon yuqoridagi rasmda ko'rsatilgan.
Biosensor
eritmaga tushiriladi. Tekshirilayotgan modda diffuziya hodisasi hisobiga yarim o'tkazgich
membranadan o'tadi. Modda elektrodga immobilizatsiyalangan ferment bilan
birikkandan keyin
fermentativ reaktsiya boshlanadi. Fermentativ reaktsiya harakteri ferment tabiatiga va
uning katalitik
faolligiga bog'liq. Reaktsiya mahsuloti biosensor displeyida qayd etiladi
Biosensorni konstruktsiyalashda
fermentni immobilizatsiyalash
asosiy vazifa hisoblanadi.
Quyidagi
rasmda fermentlarni
biosensorlarga
immobilizatsiyalash usullari
ko'rsatilgan
Fizik transdyuserlar turli hil bo'ladi
Elektrokimyoviy
Spektroskopik
Termik
P'ezoelektrik
Akustik
Fermentlarni biosensorlarga
immobilizatsiyalash usullari
A – fermentni elektrod sirtiga kovalent
bog'lash;
B – ferment molekulasini ichkarisidan «tikib»
qo'yish;
C – tashuvchiga (elektrodga) adsorbtsiyalash;
D – ferment molekulalarini bir-biriga o'zaro
kovalent bog'lab, ularni elektrodga ulab
qo'yish;
E- polimer plyonkasiga kiritish
Glyukoza biosensorining tuzilishi va
ishlash printsipi
1-tekshirilayotgan suyuqlik;
2 – biosensor korpusi;
3 – tashqi membrana;
4 – immobilizatsiyalangan glyukozoksidaza;
5 – gazlarni o'tkazuvchi ichki membrana;
6 – platinali elektrod (kislorodni qaytarish uchun);
7 – signalni kuchaytirgich;
8 – displey yoki raqamli ko'rsatkich.
Elekrodni kimyoviy modifikatsiyalash usulida ham selektivligini oshirish mumkin.
Kimyoviy
modifikatsiyalangan elektrod faqat fermentativ reaktsiya komponentlarigagina sezgir,
boshqa
moddalarni esa mutlaqo sezmaydigan bo'lib qoladi. Glyukoza biosensori glyukozadan
tashqari,
laktatlar, L-aminokislotalar, salitsilatlar, oksalatlar, piruvatlarni aniqlashda ishlatiladi.
Biosensorlar yordamida elektroddagi ferment faolligini ham o'lchasa bo'ladi.
O'lchanayotgan signal
nafaqat substrat konsentratsiyasiga, balki fermentning katalitik faolligiga ham bog'liq.
Shu boisdan
analizda bir vaqtning o'zida tekshirilayotgan moddani konsentratsiyasi va elektroddagi
fermentning
hamda biologik suyuqliklardagi fermentning faolligini o'lchash imkoni bor. Masalan,
qondagi
aspartamaminotransferaza, kreatinkinaza fermentlari faolligini o'lchagan holda
miokard infarkti
darajasiga baho beriladi. Amilaza fermenti faolligini o'lchash pediatriyada muhim
ahamiyat kasb
etadi.
Impulslarni tashuvchi biologik faol
kimyoviy modda.
Nitrifikatsiya-ammiakni avval nitrit, keyin
nitrat kislotasigacha oksidlanishi bilan
kechadigan mikrobiologik jarayon.
Nitrobacteraceae oilasiga mansub
bakteriyalar ana shu reaktsiyalar natijasida
hosil bo'lgan energiyadan foydalanadilar.
XX asrning 80-90-yillarida Qozon Davlat universiteti (Rossiya, Tatariston) Analitik kimyo
kafedrasida holinesteraza fermenti asosida oziq-ovqat mahsulotlari va boshqa turli hil
ob'ektlardagi
pestitsidlar hamda organik toksinlarni aniqlovchi biosensor ishlab chiqilgan. Fizik
transdyuser sifatida
simobli elektrod qo'llanilgan.
Biosensorlarda biologik materiallarning ishlatilishi fermentlar faolligini uzoq muddat
saqlashga
imkon beradi. Tirik to'qimalar biosensorning yuqori spetsifikligini ta'minlaydi. Ammo,
tirik
to'qimalardan tuzilgan biosensorlar ishlab chiqish jadal sur'atlarda rivojlanayotgan
bo'lsada, olimlar
ularning ishonchliligiga shubha bilan qaramoqdalar.
TRENING «MULOQOT»
Ushbu trening o’quvchi-talabalarda dars jarayonida mustaqil fikrlashga, o’z fikrlarini
erkin xolda
bayon eta olishga hamda ularda baxslashish madaniyatini tarbiyalashga qaratilgan
bo’lib, odatda
bunday mashg’ulot tinglovchilarni kichiq guruhlarga bo’lgan guruhlarga bo’lgan xolda
o’tkaziladi.
E`toboringiz uchun
tashakur!
Do'stlaringiz bilan baham: | 
