Biosensores
Páginas: 15 (3602 palabras)
Publicado: 15 de enero de 2014
INTRODUCCIO:
En els darrers anys, s'han desenvolupat una sèrie de tecnologies de detecció, dissenyades per avaluar i controlar substàncies biològiques. Aquest desenvolupament ha estat accelerat recentment per la conscienciació de que els sistemes i processos biològics poden oferir un considerable potencial comercial i la conseqüent emergència d'indústries basades en la biotecnologia. Elsbiosensors han revolucionat diverses àrees de la biotecnologia analítica, incloent el camp mèdic, veterinari, agricultura, petroquímica i control de la polució.
Un biosensor es una eina o sistema analític consistent en un material biològic inmovilitzat (enzim, anticós, cèl.lula sencera, orgànul o porcions de teixits), en íntim contacte amb un transductor apropiat que converteix el senyalbioquímic en un senyal elèctric quantificable.
El major desenvolupament dels biosensors ha tingut lloc en la tecnologia mèdica, en la mesura de paràmetres bioquímics, tals com cations en la sang, gasos i metabolits. Els biosensors semblen ser ideals per aquest propòsit, perque permeten realitzar anàlisis sense utilitzar reactius en mostres biològiques complexes. S'anomenen sensors in vivo elssensors que poden monitoritzar metabolits intravascularment (p.e. el sistema circulatori) o transcutaneament. L'equivalent industrial dels sensors in vivo serien dispositius incorporats a plantes de fermentació per monitoritzar gasos dissolts, ions, fonts de carboni, substractes i productes. Per altra banda, els sensors anometats in vitro s'utilitzen en un instrument de laboratori sense capconnexió amb l'individu.
També hi han aplicacions dels biosensors en el control de la contaminació. Isao Karube i Shuichi Suzuki, del Institut de Tecnologia de Tokio, han desenvolupat un biosensor que mesura la DBO, un índex del nivell de matèria orgànica en les aigues contaminades. Està basat en un llevat i realitza lectures en 30 minuts, front als 5 dies dels mètodes convencionals. Podrienutilitzar-se sensors per controlar la presència de bifenils policlorats (PCB), hidrocarburs clorats, compostos aromàtics i altres sustàncies tòxiques. Una empresa japonesa ven biosensors que medeixen el nivell de xantina i altres compostos presents en el peix per determinar la seva frescor. Els biosensors en plantes de procés permeten determinar la composició química dels materials que intervenen en elprocés.
Algunes de les aplicacions potencials dels biosensors podrien ser:
- Diagnosis clíniques i biomèdiques.
- Anàlisis agrícoles, hortícoles i veterinaries.
- Pol.lució, aigua i contaminacions microbianes.
- Anàlisi i control de fermentació.
- Líquids i gasos industrials.
- Mineria i gasos tòxics.
- Aromes i esències.
L'evolució del primer biosensor es va iniciar a mitjans delsanys 50, quan Leland C. Clark va inventar un electrode capaç de mesurar la quantitat d'oxígen dissolt a la sang dels pacients. Va rodejar un electrode de platí ordinari i un de referència amb una membrana plàstica permeable als gasos. La diferència de voltatge en l'electrode de platí s'ajusta de forma que la intensitat de corrent a través del circuit depengués de la quantitat en que l'oxígen esdifon a través de la membrana, tasa proporcional a la concentració d'oxígen extern.
En 1962 Clark aplica el seu electrode d'oxígen en la detecció dels nivells de glucosa en sang. Recobreix el sensor d'oxígen amb una capa de gel que conté un biocatalitzador, l'enzim glucosa oxidasa, seguida per una membrana de diàlisi semipermeable que permet que la glucosa es difongui cap el interior delsensor i impideix que l'enzim es difongui al exterior. Cuanta més glucosa entra en el sensor, més oxígen consumeix l'enzim.
En 1969, George G. Guilbault construeix un sistema capaç de mesurar el contingut de urea en els fluids corporals, utilitzant ureasa, enzim que converteix la urea en CO2 i NH3. Un electrode detecta els canvis...
En els darrers anys, s'han desenvolupat una sèrie de tecnologies de detecció, dissenyades per avaluar i controlar substàncies biològiques. Aquest desenvolupament ha estat accelerat recentment per la conscienciació de que els sistemes i processos biològics poden oferir un considerable potencial comercial i la conseqüent emergència d'indústries basades en la biotecnologia. Elsbiosensors han revolucionat diverses àrees de la biotecnologia analítica, incloent el camp mèdic, veterinari, agricultura, petroquímica i control de la polució.
Un biosensor es una eina o sistema analític consistent en un material biològic inmovilitzat (enzim, anticós, cèl.lula sencera, orgànul o porcions de teixits), en íntim contacte amb un transductor apropiat que converteix el senyalbioquímic en un senyal elèctric quantificable.
El major desenvolupament dels biosensors ha tingut lloc en la tecnologia mèdica, en la mesura de paràmetres bioquímics, tals com cations en la sang, gasos i metabolits. Els biosensors semblen ser ideals per aquest propòsit, perque permeten realitzar anàlisis sense utilitzar reactius en mostres biològiques complexes. S'anomenen sensors in vivo elssensors que poden monitoritzar metabolits intravascularment (p.e. el sistema circulatori) o transcutaneament. L'equivalent industrial dels sensors in vivo serien dispositius incorporats a plantes de fermentació per monitoritzar gasos dissolts, ions, fonts de carboni, substractes i productes. Per altra banda, els sensors anometats in vitro s'utilitzen en un instrument de laboratori sense capconnexió amb l'individu.
També hi han aplicacions dels biosensors en el control de la contaminació. Isao Karube i Shuichi Suzuki, del Institut de Tecnologia de Tokio, han desenvolupat un biosensor que mesura la DBO, un índex del nivell de matèria orgànica en les aigues contaminades. Està basat en un llevat i realitza lectures en 30 minuts, front als 5 dies dels mètodes convencionals. Podrienutilitzar-se sensors per controlar la presència de bifenils policlorats (PCB), hidrocarburs clorats, compostos aromàtics i altres sustàncies tòxiques. Una empresa japonesa ven biosensors que medeixen el nivell de xantina i altres compostos presents en el peix per determinar la seva frescor. Els biosensors en plantes de procés permeten determinar la composició química dels materials que intervenen en elprocés.
Algunes de les aplicacions potencials dels biosensors podrien ser:
- Diagnosis clíniques i biomèdiques.
- Anàlisis agrícoles, hortícoles i veterinaries.
- Pol.lució, aigua i contaminacions microbianes.
- Anàlisi i control de fermentació.
- Líquids i gasos industrials.
- Mineria i gasos tòxics.
- Aromes i esències.
L'evolució del primer biosensor es va iniciar a mitjans delsanys 50, quan Leland C. Clark va inventar un electrode capaç de mesurar la quantitat d'oxígen dissolt a la sang dels pacients. Va rodejar un electrode de platí ordinari i un de referència amb una membrana plàstica permeable als gasos. La diferència de voltatge en l'electrode de platí s'ajusta de forma que la intensitat de corrent a través del circuit depengués de la quantitat en que l'oxígen esdifon a través de la membrana, tasa proporcional a la concentració d'oxígen extern.
En 1962 Clark aplica el seu electrode d'oxígen en la detecció dels nivells de glucosa en sang. Recobreix el sensor d'oxígen amb una capa de gel que conté un biocatalitzador, l'enzim glucosa oxidasa, seguida per una membrana de diàlisi semipermeable que permet que la glucosa es difongui cap el interior delsensor i impideix que l'enzim es difongui al exterior. Cuanta més glucosa entra en el sensor, més oxígen consumeix l'enzim.
En 1969, George G. Guilbault construeix un sistema capaç de mesurar el contingut de urea en els fluids corporals, utilitzant ureasa, enzim que converteix la urea en CO2 i NH3. Un electrode detecta els canvis...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.