BIOSENZORI MICROBIENI

Biosenzori

Principiul de functionare

Tipuri de biosenzori :

1. Biosenzori cu enzime Biosenzori monoenzimatici Biosenzori bi-si multi-enzimatici2. Biosenzori cu sisteme catalitice înalt integrate (High Integrated Systems)HIS3. Biosenzori de afinitate (imunosenzori)

Există două clase de biosenzori microbieni ce folosesc acelaşi principiu: măsurarea activităţii metabolismului în prezenţa analitului.

Prima clasă utilizează microorganime imobilizate de la care se măsoară produşii rezultaţi din metabolism. Această clasă a devenit comun definită ca biosenzori microbieni.

A doua clasă măsoară activitatea electrică a metabolismului microorganismelor atunci cînd consumă un „biocombustibil”, de exemplu glucoza. Această clasă este cunoscută sub denumirea generică de celule bioelectrochimice sau celule de biocombustie.

Avantajele biosenzorilor microbieni

Sensibilitate mai mică la inhibare şi impurificarea substratului Tolerantă mai mare în ceea ce priveste variaţile de pH şi temperatură

Timp de viata mai mare comparativ cu cei enzimatici

Ieftini

Variabilitate mare, deoarece se adapteaza mai bine la condiţiile de mediu

Independenţă de cofactori

Răspuns fiziologic la compuşii toxiciPregatire uşoară datorata cultivării facile a microorganismelor

Dezavantajele acestor dispozitive sunt următoarele:

Au un timp de răspuns mai mare decît electrozii enzimatici;

Reutilizarea lor într-o nouă măsuratoare necesită un timp mai mare;

Biosenzori fotomicrobieni Se bazeaza pe fenomenele optice manifestate de microorganisme in procesele metabolice:

•fotoluminiscenta;

•chemoluminiscenta;

•electroluminiscenta;

•polarizare;

•absorbantaetc.

Termistor microbian:

Plasarea microorganismelor imobilizate imediat in apropierea unui termistor , care masoara caldura absorbita sau eliberata de microorganisme in procesele metabolice.

Termistorul microbian are urmatoarele caracteristici:

Se bazează pe principiul general al schimbului entalpic.

Multe reacţii metabolice sunt însoţite de o evoluţIe considerabilă a căldurii –calorimetrie.

Exemple: entalpia reacţiilor metabolice, călduri specifice,latente.

Principiile calorimetriei nu pot fi aplicate datorită costurilor ridicate ale instrumentelor sensibile si complexe.

Un exemplu de termistor microbian il constituie gelul de drojdie de bere care este introdus in coloana separatoare de sticla care constituie iesirea termistorului. Solutia ce trebuie analizata este pompata printr-un schimbator de caldura ce se afla in baia de apa , controlata termostatic si apoi prin coloana de sticla. Prin acest procedeu se poate masura glucoza, fructoza si caseina.

Un microtermistor microbian consta din asamblarea tuturor componentelor direct pe suprafata semiconductoare a oxidului respectiv.

Senzorii microbieni si-au gasit o serie de aplicatii industriale in procesele biochimice si microbiologice in domenii precum producerea medicamentelor , industria alimentara , tratamentul apelor reziduale si producerea de energie unde reactiile de fermentatie si transfer de electroni au un rol important.