Biojutikliai ir jų praktinis panaudojimas (0)
Kalbant apie technologijų progresą, dažnai išaukštinami išradėjai ir inžinieriai, sukūrę įdomius ir praktiškai naudingus prietaisus. Žinoma, jų indėlio nuvertinti negalima, tačiau tuo pačiu negalima pamiršti ir kitų mokslininkų bei disciplinų pagalbos, be kurios nebūtų daugybė mus supančių išradimų. Labai puikus to pavyzdys – kaip biojutiklių projektuotojai negali apsieiti be matematikų ir jų pagalbos sudarant skaitmeninius (arba tiesiog kompiuterinius) modelius.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Biojutiklių istorija prasidėjo 1962 m. mokslininkui Leland C. Clark sukūrus fermentinius elektrodus. Nuo to laiko įvairių sričių mokslininkų bendruomenės: fizikai, chemikai, medžiagų mokslo ir kitų sričių tyrėjai suvienijo pastangas norėdami sukurti modernesnį, patikimesnį ir brandesnį biojutiklių įrenginį skirtą medicinos, žemės ūkio, biotechnologijų ir kitų sričių pritaikymui.
Kas yra biojutiklis? Įvairūs apibrėžimai ir terminologijos yra naudojamos priklausomai nuo pritaikymo srities. Labiausiai paplitę yra du apibendrinti biojutiklių apibrėžimai, kurie „moksline kalba“ skamba taip:
1): biojutiklis yra cheminis jutiminis prietaisas, kuriame biologiškai gautas atpažinimo atsakas yra sujungiamas su keitikliu, tam, kad atlikti sudėtingo biocheminio parametro kiekybinę analizę.
2) biojutiklis yra analitinis įrenginys, jungiantis savyje apgalvotą ir artimą tam tikrą biologinio elemento (kuris atpažįsta) kombinaciją ir fizikinį elementą (kuris konvertuoja atpažinimo įvykį).
Kalbant paprastai, biojutikliai yra ne kas kitas, kaip įprastinis tam tikros medžiagos jutiklis, turintis jautrų bioelementą. Kad būtų lengviau suprasti apie ką kalba, palyginimui paimkime įprastą gyvsidabrio termometrą. Jie ir dabar dar naudojami lauko, vidaus ir pagaliau, žmogaus, temperatūros, matavimams. Turbūt dar iš mokyklos fizikos kurso žinote, jog tokie termometrai veikia labai paprastai – šylant gyvsidabris plečiasi, o šąlant - traukiasi. Taigi, gyvsidabris yra ta medžiaga, kuri reaguoja būtent į temperatūros pokytį. Jeigu vietoj gyvsidabrio sugebėtume panaudoti gyvą ląstelę, audinį arba baltymą, jautriai reaguojantį į temperatūros pokyčius, galėtume kurti temperatūros matavimo biojutiklį. Žinoma, reikia ne tik jautraus elemento, bet ir surasti būdą, kaip bioelemento parametrų pokytį vizualizuoti. Gyvsidabrinio termometro atveju tam naudojamas laipsniais sugraduotas stulpelis. Biojutiklių atveju tenka naudoti atskirą elektroninį elementą (angliškai jį vadina Transducer), kuris bioelemento fizikinius pokyčius verčia į elektrinį signalą. Pastarasis jau gali būti apdorojamas arba iš karto vizualizuojamas. Taigi, apibendrinta biojutiklio schema galėtų būti tokia:
Šiandien biojutikliai taikomi įvairiose srityse: medicinoje, aplinkosaugoje, bioterorizmo grėsmių prevencijoje, patogenų bei toksinų detekcijoje, maisto, popieriaus, tirpiklių ir kt. pramonės šakose. Paprastai jie naudojami ten, kur analitinė laboratorijos įranga nėra prieinama ar kai ilgas tyrimo laikas nėra priimtinas. Biojutikliai savo savybėmis gerai tinka tokiam pritaikymui, nes yra nedideli, mobilūs, jautrūs ir greiti.
Lekt. Irmantas Kaunietis
Taikomosios matematikos katedra