Умови функціонування біосенсорів

Стабільність біомакромолекул визначають довготривалу стабільність всього біосенсорного пристрою. Ряд ферментів, наприклад. взмозі витримувати на протязі короткого часу температуру більше 100⁰ С, але більшість ферментів можна використовувати у вузькому температурному діапазоні (15-40⁰ С). Крім того, для більшості ферментів характерний оптимум значень рН, у якому їх активність є максимальною. Ці вимоги повинні співпадати з умовами, в яких працює перетворювач сигналу. Після вибору біомолекул, які хочуть використовувати, для створення біодатчика, виникає проблема їх стабілізації в складі біодатчика. Ці проблеми вирішують шляхом використання різних варіантів імобілізації молекул. Сучасні напрямки імобілізації – створення змінних мембран (біодатчиків однократного використання). Створення мембран, які містять як біоактивний матеріал, так і всі компоненти аналізуючої речовини, які можуть використовуватися однократно, - реальний шлях удосконалення технології біосенсорного аналізу. Виміри зміни маси також застосовуються в якості “первинного” сигналу, особливо у випадку високоспецифічної реакції типу “антиген-антитіло”, ось чому п’єзоелектричні перетворювачі, чутливі до зміни маси, застосовуються для таких реакцій. Конкретна робоча конфігурація біосенсора визначається тільки практичними потребами в медицині, біотехнології, екології. При практичному застосуванні дотримуються не всіх критеріїв. Однак два критерія повинні виконуватись засжди: простота аналізу та практичність в роботі. Перевагою біосенсорів – є здатність працювати в складних сумішах, що практично виключає необхідність підготовки зразків для аналізу.

Практичне застосування біосенсорів

Біосенсори - не тільки ідеальні прилади для проведення моніторингу навколишнього середовища, визначення хімічних речовин, отрут. Доцільно сказати, що в галузі створення біосенсорів для домашнього застосування (включаючи біосенсорні туалети), тримає першість Японія, вчені європейських країн – у розробці фундаментальних основ нових конструкцій біосенсорів. В Україні біосенсори створюються як в лабораторіях інститутів Академії наук, так і в приватних лабораторіях. Вони застосовуються для покращення здоров’я людини і тварин, при моніторинзі навколишнього середовища. Лікарі потребують інформації про фізичний та біохімічний статус пацієнтів, така інформація необхідна як при діагностиці захворювання, так і при моніторинзі лікування. Виміряти температуру, чи тиск крові лікар може в присутності пацієнта, тоді як визначити концентрацію біологічних сполук, концентрацію цукру, холестерину, можна зробити в централізованих лабораторіях. Відсутність таких аналазів для лікаря , говорить про те, що вони можуть бути проведені в різний час після взяття проби, що впливає на точність встановлення діагнозу. Ось чому створення систем моніторингу за станом здоров’я пацієнта – актуальна проблема сучасної медицини. Моніторинг за пацієнтом в режимі реального часу можливий завдяки застосуванню біосенсорів. У цьому випадку на самій ранній стадії виявляються зміни в стані здоров’я пацієнта, а результати застосування ліків спостерігаються безпосередньо в той же час.

Біосенсорні технології не тільки дозволяють створити просте у використанні устаткування, але й відкривають можливості для проведення різних біохімічних аналізів різного роду, навіть в домашніх умовах. Здатність біомолекул до селективного “молекулярного розпізнавання” у співвідношенні з розвитком новітніх технологій, волокняної оптики та комп’ютерних систем, призвели до прориву в області біосенсорних технологій. Відповідно деяким оцінкам, методи діагностики та моніторингу за станом здоров’я людей і тварин, станом навколишнього середовища на основі розвитку біосенсорних технологій будуть найбільш перспективні.