روندهای اخیر در حسگرهای زیستی برای نظارت بر کیفیت محیط‌زیست

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

سنجش آلودگی محیط­زیست نیازمند دستگاه های سریع، قابل اعتماد، مقرون به صرفه و کوچک است. این نیاز، روندهای اخیر در توسعه ابزارهای حسگر زیستی برای تشخیص آلاینده­‌ها را توضیح می­‌دهد. بررسی حاضر با هدف خلاصه نمودن جدیدترین روندها در مورد استفاده از حسگرهای زیستی برای شناسایی آلاینده‌های محیطی است. آنزیم، سلول کامل، آنتی بادی، آپتامر و حسگرهای زیستی مبتنی بر DNA و حسگرهای بیومیمتیک مورد بحث قرار می‌گیرند. ما کاربرد آن­ها را در تشخیص آلاینده های مختلف خلاصه شده و ویژگی­‌های سازنده آنها را بیان گردیده است. چندین اصل تشخیص در طراحی حسگرهای زیستی استفاده می شود: آمپرومتری، هدایت سنجی، لومینسانس و غیره. آنها از نظر سرعت، حساسیت، سودآوری و طراحی متفاوت هستند. هر کدام بسته به عنصر حساس با محدودیت‌های گزینشی و تشخیص خاصی مشخص می‌شوند. حسگرهای زیستی تقلیدی به دلیل مزایایی که در مقایسه با حسگرهای کلاسیک دارند به آرامی توجه محققان و کاربران را به خود جلب می­‌نمایند. مطالعات بیشتر برای توسعه دستگاه‌های حسگر زیستی قوی که می‌توانند با موفقیت برای تشخیص آلاینده‌ها از ماتریس‌های پیچیده بدون آماده‌سازی نمونه قبلی مورد استفاده قرار گیرند، امری ضروری است.

نتیجه­‌گیری

هدف این مطالعه نشان دادن این است که نیاز به دستگاه‌های سریع، قابل اعتماد و پایدار برای تشخیص آلاینده‌های محیطی را می‌توان توسط حسگرهای زیستی برآورده نمود. با این حال، زمانی که در نمونه‌های محیطی پیچیده و غیرقابل پیش‌بینی با ترکیبات قابل تغییر استفاده می‌شوند، اینها باید به نیازهای حساسیت و گزینش­‌پذیری پاسخ دهند. مستقل از عنصر سنجش یا مبدل، هنگام توسعه حسگرهای زیستی برای تشخیص آلاینده‌های محیطی،مهم است که امکان استفاده مداوم را در نظر بگیریم، که نیاز به تجدید سریع فعالیت بیولوژیکی در طول چرخه‌های تشخیص دارد. قابل حمل بودن، هزینه و در آخر، امکان اتوماسیون و ادغام در دستگاه­های حرفه‌­ای. در اکثر تحقیقات، عملکرد حسگر زیستی بر اساس نمونه های آزمایشگاهی استاندارد ارزیابی می­‌شود.

عناصر سنجش بیولوژیکی - آنزیم‌ها، آپتامرها، DNA، آنتی‌بادی‌ها و میکروارگانیسم‌ها - ممکن است از نظر پایداری، تداخل احتمالی و شرایط کاری بهینه با چالش‌هایی مواجه شوند، اما اینها هنوز هم این مزیت را دارند که از نظر ویژگی و گزینش پذیری در معرض پیشرفت هستند.

در نتیجه تحقیقات علمی در سال‌های اخیر، حسگرهای بیومیمتیک با عملکرد جنبشی بهتری نسبت به حسگرهای زیستی مبتنی بر آنزیم مشخص می‌شوند. با این حال، ویژگی و گزینش پذیری از کاستی­‌های اصلی آنها هنوز باقی مانده است.

دانلود فایل : روندهای اخیر در حسگرهای زیستی برای نظارت بر کیفیت محیط­زیست

Reference:

Gavrilaș S, Ursachi CȘ, Perța-Crișan S, Munteanu FD. Recent trends in biosensors for environmental quality monitoring. Sensors. 2022 Feb 15;22(4):1513.

DOI: 10.3390/s22041513.

ترجمه و ویرایش : هانیه میران موسوی