سنسور بیوشیمیایی (Biosensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور بیوشیمیایی (Biosensor) :
سنسور بیوشیمیایی (بیوسنسور) یک وسیله تحلیلی است که یک عنصر شناساگر زیستی (مانند آنزیم، آنتی بادی، DNA، میکروارگانیسم) را با یک مبدل فیزیکوشیمیایی ترکیب می کند تا حضور و غلظت یک ماده هدف (آنالیت) را در یک نمونه تشخیص دهد. بیوسنسورها در پزشکی (تشخیص بیماری، پایش گلوکز)، صنایع غذایی (تشخیص آلودگی)، و محیط زیست (پایش آلاینده ها) کاربرد گسترده ای دارند.
یک بیوسنسور از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
عنصر شناساگر زیستی (Bioreceptor): مولکولی که به طور انتخابی با آنالیت هدف برهمکنش می دهد. انواع: آنزیم (برای سوبسترای خاص)، آنتی بادی (برای آنتی ژن خاص)، DNA (برای توالی مکمل)، گیرنده سلولی، یا میکروارگانیسم کامل.
مبدل (Transducer): برهمکنش بیولوژیکی را به یک سیگنال فیزیکی قابل اندازه گیری (الکتریکی، نوری، حرارتی) تبدیل می کند. انواع مبدل ها: الکتروشیمیایی (آمپرومتریک، پتانسیومتری)، نوری (فلورسانس، SPR)، پیزوالکتریک (تغییر جرم)، و کالریمتری (تغییر دما).
پردازشگر سیگنال: سیگنال خروجی مبدل را تقویت، پردازش و به مقدار غلظت آنالیت تبدیل می کند.
به عنوان مثال، در سنسور گلوکز (مورد ۱۳۸)، آنزیم گلوکز اکسیداز (عنصر شناساگر) با گلوکز واکنش داده و پراکسید هیدروژن تولید می کند که روی یک الکترود (مبدل الکتروشیمیایی) اکسید شده و جریان تولید می کند. این جریان متناسب با غلظت گلوکز است.
مزایا:
انتخاب پذیری بسیار بالا.
حساسیت بالا (قابلیت تشخیص غلظت های بسیار کم).
سرعت بالا (در بسیاری از موارد).
معایب:
پایداری محدود عنصر زیستی (عمر مفید محدود).
حساسیت به شرایط محیطی (دما، pH).
هزینه ساخت نسبتا بالا.
\[ \text{سیگنال خروجی} \propto [Analyte] \]کاربردها: پایش گلوکز خون (دیابتی ها)، تشخیص بارداری، تشخیص بیماری های عفونی (COVID-19)، پایش آلودگی مواد غذایی، و پایش آلاینده های محیط زیست.
