(بیو_رِسپتور) ها که در ساختار و ساختمان نانو( بیو_سِنسور) ها بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک (دکترای آموزشی)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : بیوسنسورها (زیست حسگرها) یک گروه از سیستمهای اندازه گیری می باشند و طراحی آنها بر مبنای شناسایی انتخابی آنالیتها بر اساس اجزا بیولوژیک وآشکارسازهای فیزیکی و شیمیایی صورت می پذیرد.
یک بیوسنسور در حقیقت شامل یک حسگر کوچک و ماده بیولوژیک تثبیت شده بر آن می باشد. بیوسنسور ها ابزارهای آنالیتیکی بشمار می روند که می توانند با بهره گیری از هوشمندی مواد بیولوژیک، ترکیب یا ترکیباتی را شناسایی نموده ، با آنها واکنش دهند. و بدین ترتیب یک پیام شیمیایی، نوری و یا الکتریکی ایجاد نمایند. فناوری بیوسنسور در حقیقت نشان دهنده ترکیبی از علوم بیوشیمی، بیولوژی مولکولی، شیمی، فیزیک، الکترونیک و کامپیوتر است. از آنجا که بیوسنسور ها ابزاری توانمند جهت شناسایی مولکول های زیستی می باشند و از آنها در علوم مختلف پزشکی،صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، مانیتورینگ محیط زیست ، تولید محصوالت دارویی، بهداشتی و غیره بهره می گیرند. بیشترین کاربرد بیوسنسور ها در تشخیص های پزشکی و علوم آزمایشگاهی است.
اجزای داخلی نانو (بیو_ رِسپتورها)
)1 بیورسپتور یا پذیرنده زیستی
)2 آشکار ساز و
)3 مبدل
انواع گستردهای از حسگرهای زیستی و روش های مربوطه در علوم نانو _ میکرو الکترونیک معرفی شده اند. این دستگاههای آنالیتکی از عناصر تشخیص بیولوژیکی تشکیل میشوند که با آشکارسازی های سیگنال مرتبط هستند (مثلاً آنزیمها، میکروارگانیزمها و غیره). این دستگاهها نسبت به حضور و غلظت آنالیست واکنش داده و پاسخی قابل اندازه گیری تولید میکنند.
نانو مواد و نانو ساختارهای جدید مانند نانوذرات، نانوکریستالها، نانو لوله های کربنی، نانوالیاف و فیلم نازک بعنوان دستگاه های حسگر مشخص شده اند، نانو ذرات کاربردهای بسیاری در (سنسورها و بیو سنسورها وبیو _ رسپتور ) دارند .نانوذرات، نانوکریستالهای نیمه هادی درخشان و نقاط کوانتومی دسته ای از نانوحسگرها و بیو سنسورها هستند که توانایی آشکار کردن سموم موجود در محیط را دارند و مشخص شده است که نانو کریستالها و نقاط کوانتومی همراه با پادتنها میتوانند بطور همزمان چهار نوع سم را آشکار نمایند .
این نوع نانوسنسورها برای آشکارسازی همزمان چند آلاینده در نمونه های آب یا خاک با ظرفیت آشکارسازی حساسیت بالا به کار میرود،تحقیقات زیادی بر روی نانوساختارهای لوله ای و متخلخل از قبیل نانو لوله های کربنی انجام شده است، این نانوساختارها در حسگرهای زیستی برای افزایش کیفیت و فعالیت بیومولکول های ساکن استفاده میشوند. خواص ابعادی، شیمی سطح و الکترونیک نانولوله های کربنی آنها را به موادی ایدهال برای استفاده در حسگرهای شیمیایی و بیوشیمیایی تبدیل نموده است .نسل جدیدی از نانوذرات به منظور حذف هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای که به سختی از آب یا خاک آلوده حذف میشوند، طراحی شده است .
بیورسپتور هایی که در بیوسنسور ها مورد استفاده قرار می گیرند به شرح ذیل می باشند :
1 . آنزیم
2 .آنتی بادی
3 .گیرنده های سلولی
4 .اسیدهای نوکلئیک
5 .میکرو ارگانیسم یا سلول کامل
6 . بافت
7. گیرنده های سنتتیک .آنزیم
عملکرد سنسورهای (بیو_ رسپتور) مبدل، تغییر قابل مشاهده فیزیکی یا شیمیایی را به یک پیغام قابل اندازه گیری، که بزرگی آن متناسب با غلظت ماده یا گروهی از مواد مورد سنجش است، تبدیل می نماید، چنین عملی ازتلفیق دو فرایند متفاوت حاصل می شود؛ این وسیله ویژگی و حساسیت مواد بیولوژیکی را با قدرت محاسبه گری ریزپردازشگر ترکیب می نماید. بیشتر بیوسنسورها از مبدل های الکتروشیمیایی ساخته شده اند.
نتیجه گیری :
فناوری نانو میکرو _ نانو الکترونیک موجب افزایش حساسیت حسگرها و تولید ارزان و خودکار آنها گردد و بتواند در آزمایشگاه و خارج از آن جهت آشکارسازی سریع مواد سمی و بیماریزا ( پاتوژن ) به کار رود .
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)