سنسور آنزیمی (Enzymatic Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور آنزیمی (Enzymatic Sensor) :
سنسور آنزیمی نوع خاصی از بیوسنسور است که از آنزیم به عنوان عنصر شناساگر زیستی استفاده می کند. آنزیم ها کاتالیزگرهای زیستی هستند که به طور انتخابی با سوبسترای خاص خود واکنش می دهند. سنسورهای آنزیمی با ترکیب یک آنزیم با یک مبدل مناسب (الکتروشیمیایی، نوری، حرارتی) ساخته می شوند. سنسور گلوکز معروف ترین مثال است، اما آنزیم های زیادی برای تشخیص مواد مختلف وجود دارند.
انواع آنزیم های رایج در سنسورها:
اکسیدازها (Oxidases): مانند گلوکز اکسیداز، لاکتات اکسیداز، کلسترول اکسیداز. آنها سوبسترا را در حضور اکسیژن اکسید کرده و
\[ H_2O_2 \]تولید می کنند که قابل تشخیص الکتروشیمیایی است.
دهیدروژنازها (Dehydrogenases): مانند الکل دهیدروژناز، لاکتات دهیدروژناز. آنها نیاز به کوفاکتور (مانند NAD⁺/NADH) دارند و تغییر در جذب نوری NADH یا اکسیداسیون آن قابل اندازه گیری است.
پراکسیدازها (Peroxidases): مانند HRP (Horseradish Peroxidase) که اغلب به عنوان برچسب در سنسورهای ایمنی استفاده می شود.
طراحی سنسور آنزیمی شامل تثبیت (immobilization) آنزیم روی سطح مبدل است. روش های تثبیت شامل جذب فیزیکی، به دام انداختن در ژل یا پلیمر، اتصال کووالانسی، و اتصال عرضی (cross-linking) است. هدف حفظ فعالیت آنزیم و افزایش پایداری آن است.
مزایا:
انتخاب پذیری بسیار بالا.
سرعت واکنش بالا.
قابلیت کار در شرایط ملایم (دما و pH فیزیولوژیک).
معایب:
پایداری محدود آنزیم (در طول زمان و در برابر دما).
هزینه بالای خالص سازی آنزیم.
وابستگی به عوامل محیطی (دما، pH).
\[ \text{Substrate} + O_2 \xrightarrow{Oxidase} Product + H_2O_2 \]کاربردها: اندازه گیری گلوکز (دیابت)، لاکتات (پزشکی ورزشی، شوک)، اوره (نارسایی کلیه)، الکل (صنایع نوشیدنی، تنفس سنج)، و کلسترول (پایش سلامت).
