เซนเซอร์ การใช้โมเลกุลเทคโนโลยีไบโอเซนเซอร์เพื่อทำปฏิกิริยากับสารทดลอง

เซนเซอร์ มีศักยภาพในการใช้งานมากมาย ความต้องการไบโอเซนเซอร์ในการวิจัยและการค้า ส่วนใหญ่มาจากการระบุโมเลกุลเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจง ความเหมาะสมของส่วนประกอบไบโอเมตริก เนื่องจากระบบตรวจจับแบบใช้แล้วทิ้งที่เหนือกว่าเทคโนโลยีในห้องปฏิบัติการในบางโอกาส นี่คือตัวอย่างบางส่วน เพราะใช้ในการตรวจหาความเข้มข้นของกลูโคส

นักวิจัยและสถาบันอื่นๆ ในสหรัฐอเมริกาได้สร้างไบโอเซนเซอร์ชนิดใหม่ ที่สามารถทำการทดสอบโรคเบาหวานในลักษณะที่ไม่รุกราน เพื่อตรวจจับความเข้มข้นของกลูโคสที่ต่ำมาก ในน้ำลายและน้ำตาของมนุษย์ เทคโนโลยีนี้ไม่ต้องการขั้นตอนการผลิตที่ซับซ้อนเกินไป ซึ่งสามารถลดต้นทุนการผลิตของเซนเซอร์ เพราะจะช่วยลดโอกาสของการใช้การฝังเข็ม เพื่อการทดสอบโรคเบาหวาน

ด้วยการพัฒนาของวิทยาศาสตร์ชีวภาพสารสนเทศศาสตร์ และวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีไบโอเซนเซอร์ได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้ไบโอเซนเซอร์อย่างแพร่หลายยังคงประสบปัญหาอยู่บ้าง ในอนาคตงานวิจัยของไบโอเซนเซอร์จะเน้นไปที่การเลือกองค์ประกอบไบโอเซนเซอร์ที่มีกิจกรรมเข้มข้น เพราะมีการคัดเลือกสูง การเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องตรวจจับสัญญาณ

การปรับปรุงการแปลงสัญญาณ อายุการใช้งานของเซนเซอร์ ความเสถียรของการตอบสนองทางชีวภาพและการย่อขนาด การพกพาของเซนเซอร์ชีวภาพ คาดการณ์ได้ว่า ไบโอเซนเซอร์ในอนาคตจะมีลักษณะดังต่อไปนี้ เนื่องจากมีฟังก์ชันที่หลากหลาย ไบโอเซนเซอร์ในอนาคตจะเกี่ยวข้องกับการดูแลทางการแพทย์ การวินิจฉัยโรค การตรวจหาอาหาร การเฝ้าติดตามสิ่งแวดล้อมและอุตสาหกรรมการหมัก

เพราะเป็นหนึ่งในเนื้อหาที่สำคัญในการวิจัยของไบโอเซนเซอร์คือ การศึกษาไบโอเซนเซอร์ที่สามารถแทนที่อวัยวะความรู้สึกของชีวภาพวิสัยทัศน์ กลิ่น รส การได้ยินและการสัมผัสนี้ เป็นเซนเซอร์ไบโอนิคยังเป็นที่รู้จัก ในฐานะไบโอเซนเซอร์อยู่บนพื้นฐานของระบบอวัยวะ

มีการย่อขนาดด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีไมโครโพรเซสเซอร์ และนาโนเทคโนโลยี ไบโอเซนเซอร์จะยังคงถูกย่อขนาดต่อไป การเกิดขึ้นของไบโอเซนเซอร์แบบพกพาต่างๆ ทำให้ผู้คนสามารถวินิจฉัยโรคที่บ้าน เพื่อตรวจหาได้ง่ายขึ้น
มีการบูรณาการอย่างชาญฉลาด ในอนาคตไบโอเซนเซอร์จะต้องถูกรวมเข้ากับคอมพิวเตอร์อย่างใกล้ชิด เพื่อรวบรวมและประมวลผลข้อมูลโดยอัตโนมัติ

เพื่อให้ผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์และแม่นยำยิ่งขึ้น แต่ต้องตระหนักถึงการสุ่มตัวอย่าง การฉีดตัวอย่าง และผลลัพธ์ในกระบวนการแบบครบวงจร ทำให้เกิดระบบตรวจจับอัตโนมัติ ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีชิปจะเข้าสู่เซนเซอร์มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อให้เกิดการบูรณาการ และบูรณาการระบบตรวจจับต้นทุนต่ำ ความไวสูง ความมั่นคงสูง อายุการใช้งานยาวนาน

ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีไบโอเซนเซอร์ จะต้องลดต้นทุนผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง เพื่อปรับปรุงความไว ความเสถียรและอายุการใช้งานอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การปรับปรุงคุณลักษณะเหล่านี้ จะช่วยเร่งกระบวนการการตลาดและการค้าไบโอเซนเซอร์ ในอนาคตอันใกล้นี้ ไบโอเซนเซอร์จะนำมา ซึ่งการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในชีวิตของผู้คน ไบโอเซนเซอร์มีแนวโน้มในการใช้งานที่กว้างขวาง และจะได้รับความนิยมในอนาคตอย่างแน่นอน

การปฏิบัติจริงของไบโอ เซนเซอร์ เป็นองค์ประกอบทางชีววิทยา ได้แก่ เอนไซม์ แอนติเจน แอนติบอดี ฮอร์โมน ดีเอ็นเอหรือตัวสิ่งมีชีวิตเอง เซลล์ออร์แกเนลล์ เนื้อเยื่อ ซึ่งสามารถรับรู้และทำปฏิกิริยากับสารที่ทดสอบได้ โดยเฉพาะส่วนใหญ่ได้แก่ อิเล็กโทรดเคมีสนามไวต่อไอออน เอฟเฟคทรานซิสเตอร์ เทอร์มิสเตอร์ โฟโตทูบ ใยแก้วนำแสง ผลึกเพียโซอิเล็กทริกเป็นต้น

ซึ่งมีหน้าที่ในการแปลงสัญญาณทางชีวเคมี ที่สัมผัสได้จากส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้ ไบโอเซนเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นเซนเซอร์เอนไซม์ เซนเซอร์จุลินทรีย์ เซนเซอร์เนื้อเยื่อ เซนเซอร์ออร์แกเนลล์ อิมมูโนเซนเซอร์ ตามส่วนประกอบการรู้จำระดับโมเลกุล ที่ใช้ตามส่วนประกอบการแปลงสัญญาณต่างๆ

เพราะสามารถแบ่งออกเป็นไบโอเซนเซอร์ไฟฟ้า ไบโอเซนเซอร์ เซมิคอนดักเตอร์ และแคลอรีเมตริกเซนเซอร์ ประเภทไบโอเซนเซอร์ ได้แก่ ไบโอเซนเซอร์แบบโฟโตเมตริก ไบโอเซนเซอร์ตรวจวัดเสียง ตามวิธีการวัดที่แตกต่างกันของสัญญาณไฟฟ้าขาออก พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นไบโอเซนเซอร์ที่มีศักยภาพ ไบโอเซนเซอร์ปัจจุบันและไบโอเซนเซอร์โวลแทมเมตริก

เซนเซอร์จุลินทรีย์เป็นสิ่งสำคัญของไบโอเซนเซอร์ สร้างเซนเซอร์จุลินทรีย์ตัวแรกในปี 1975 ซึ่งเปิดอีกด้านการพัฒนาไบโอเซนเซอร์ใหม่ โดยไม่ทำลายการทำงานของจุลินทรีย์ จุลินทรีย์สามารถแก้ไขได้บนตัวพาเพื่อสร้างเซนเซอร์จุลินทรีย์ เมื่อเทียบกับเซนเซอร์เอนไซม์ เซนเซอร์จุลินทรีย์มีลักษณะดังต่อไปนี้ ได้แก่ ราคาของจุลินทรีย์สายพันธุ์นั้นต่ำกว่าเอนไซม์ สำหรับการแยกและทำให้บริสุทธิ์มากขึ้น

ดังนั้นเซนเซอร์ที่ผลิตขึ้นจึงง่ายต่อการเผยแพร่ กิจกรรมของเอนไซม์ในเซลล์จุลินทรีย์นั้น ไม่ง่ายที่จะลดในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ดังนั้นอายุการใช้งานของเซนเซอร์จุลินทรีย์จึงยาวนานขึ้น แม้ว่ากิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ในจุลินทรีย์จะหายไป แต่ก็สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ เนื่องจากการเพิ่มจำนวนของเซลล์ สำหรับปฏิกิริยาต่อเนื่องที่ซับซ้อน ซึ่งต้องการปัจจัยร่วมจุลินทรีย์จะสมบูรณ์ได้ง่ายกว่า

ดีเอ็นเอไบโอเซนเซอร์ เป็นสิ่งที่ใช้ในการตรวจจับ ที่สามารถแปลงการปรากฏตัวของดีเอ็นเอเป้าหมาย เพื่อให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ตรวจจับได้ประกอบด้วย 2 ส่วน หนึ่งคือ องค์ประกอบการรับรู้ นั่นคือโพรงดีเอ็นเอ และสองคือ ทรานสดิวเซอร์ องค์ประกอบการระบุตัวตนส่วนใหญ่จะใช้เพื่อตรวจจับว่า ตัวอย่างมีดีเอ็นเอเป้าหมายที่จะทดสอบหรือไม่

ทรานสดิวเซอร์จะแปลงสัญญาณที่รับรู้ โดยองค์ประกอบการระบุเป็นสัญญาณที่สามารถสังเกตและบันทึกได้ โดยปกติดีเอ็นเอสายเดี่ยวจะแข็งตัวบนทรานสดิวเซอร์ และผ่านดีเอ็นเอโมเลกุลไฮบริไดเซชัน ซึ่งดีเอ็นเออื่นที่มีลำดับคู่จะรับรู้เพื่อสร้างดีเอ็นเอที่มีเกลียวคู่ที่เสถียร รวมถึงดีเอ็นเอเป้าหมายจะถูกแปลงด้วยเสียง แสงและสัญญาณไฟฟ้าการตรวจจับ

อ่านต่อได้ที่...โปรตีนจากพืช ความรับที่ได้จากการศึกษาและวิจัยอาหาร