Настоящее и будущее биосенсоров
увеличено в десятки и даже сотни раз.
Биосенсоры получают распространение в биотехнологии. Хотя здесь и
встречаются трудности, связанные с невысокой термической устойчивостью
предложенных устройств, приводящей к дезактивации биослоя, есть основания
полагать, что данный недостаток будет в скором времени преодолен. Так,
полагают, что для увеличения срока службы биосенсоров в обозначенных выше
условиях можно использовать ферменты, выделенные из термофильных бактерий и
одноклеточных водорослей - микроорганизмов, устойчивых к действию высоких
температур. Определенные трудности представляют собой также проблемы
градуировки биосенсоров и надежности их показаний. Для улучшения последнего
показателя, в частности, предлагается использовать мультисенсорную систему,
состоящую из ряда биочипов. Для получения определенной "емкости" надежных
данных производится расчет необходимого числа таких датчиков. Однако в
целом так называемые метрологические характеристики биосенсоров вполне
приемлемы. Относительное стандартное отклонение определяемой концентрации
не выше 10-12 %, притом что нижняя граница определяемых содержаний
достигает 10-15 моль/л. Некоторые биосенсоры работают по принципу да-нет,
что вполне приемлемо, когда решается вопрос о присутствии ультрамалых
количеств высокотоксичных веществ в объектах окружающей среды. Если
определяемые компоненты находятся в сложной смеси или матрице или же близки
по своим свойствам, то при анализе используют хроматографические методы
разделения. Контроль за разделением осуществляют с помощью системы
детекторов на основе биосенсоров. И здесь получены поразительные
результаты: разделяют и количественно определяют оптические активные
изомеры, различные сахара (лактозу, фруктозу, глюкозу и т.д.), сложные по
структуре биологически активные соединения и т.п.
Вот один из недавних примеров разработки биосенсоров, основанных на
использовании природного хеморецептора. Хеморецептор, извлеченный из
чувствительных антенн (органелл) голубого морского краба, был прикреплен к
ультрамикроэлектроду, измеряющему потенциал. В результате был изготовлен
новый тип потенциометрического детектора, чрезвычайно быстро реагирующего
на ничтожные изменения состава среды, в которую он погружен. Сам голубой
краб очень чувствителен к следам тяжелых металлов и живет только в
чистейшей морской воде.
На очереди создание биосенсоров, заменяющих рецепторы живых
организмов, что позволит создать "искусственные органы" обоняния и вкуса, а
также применить указанные разработки для возможно более точной и
информативной диагностики ряда заболеваний. Несомненно, что в ближайшем
будущем в этой смежной области биологии и химии следует ожидать новых
открытий.
Литература
1. Биосенсоры: основы и приложения / Под ред. Э. Тернера и др. М.: Мир,
1992. 614 с.
2. Будников Г.К., Майстренко В.Н., Муринов Ю.И. Вольтамперометрия с
модифицированными и ультрамикроэлектродами. М.: Наука, 1994. 239 с.
3. Будников Г.К., Медянцева Э.П., Бабкина С.С. // Успехи химии. 1991. Т.
60. С. 881.
| |  скачать работу |
Настоящее и будущее биосенсоров |
